MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG INTERNET TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

BÀI TẬP LỚN MÔN GIẢI TÍCH 2

ĐỀ TÀI :

Câu 1:

CÂU 2:

CÂU 3:

Lời mở đầu.

Nội dung.

Kết luận.

BÀI TẬP LỚN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO: TÌM HIỂU GIẢI THUẬT DI TRUYỀN

LỜI NÓI ĐẦU

PHẦN I: THUẬT TOÁN DI TRUYỀN

PHẦN II: ỨNG DỤNG

PHẦN III: KẾT LUẬN

Lời nói đầu

CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ DC SERVO HARMONIC RHS 32-3018

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC SERVO HARMONIC RHS 32-3018

Kết Luận

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU HỆ TRUYỀN ĐỘNG CHO ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

KẾT LUẬN

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

CHƯƠNG 2

PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN MẠCH LỰC

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN

TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN NHÀ MÁY.

PHẦN II

THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

Đề bài

Lời nói đầu:

Phần I :Tìm Hiểu Về Công Nghệ Và Yêu Cầu Kỹ Thuật Của Các Thiết Bị Được Giao Thiết Kế.

Phần2 : Thiết Kế Mạch Lực

Phần3 :Thiết kế mạch điều khiển.

ĐỀ TÀI 8

THIẾT KẾ BỘ NẠP ẮC QUY TỰ ĐỘNG

ỔN DÒNG VÀ ỔN ÁP

LỜI NÓI ĐẦU

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ACQUI

CHƯƠNG II

PHƯƠNG ÁN CHỈNH LƯU

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MẠCH LỰC

CHƯƠNG IV

MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Category: Điện – Điện Tử – Viễn Thông

MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG INTERNET TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

1. Đặt vấn đề

3. Một số biện pháp nâng cao hiệu quả sử dụng internet trong hoạt động học tập của sinh viên Trường Đại học Tây Bắc

4. Kết luận

BÀI TẬP LỚN MÔN GIẢI TÍCH 2 2019

· Cơ sở lý thuyết:

· VÍ DỤ:

· CODE:

· CHẠY THỬ:

· CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

· VÍ DỤ:

· CODE:

· CHẠY THỬ:

· CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

· VÍ DỤ:

· CODE:

· CHẠY THỬ:

Tiểu luận đường lối cách mạng Đảng

1. Sự ra đời và đặc điểm của giai cấp công nhân.

2. Giai cấp công nhân là giai cấp duy nhất có đủ điều kiện lãnh đạo cách mạng Việt Nam đầu thế kỷ XX.

3. Điều kiện quan trọng nhất để giai cấp công nhân Việt Nam lãnh đạo được cách mạng.

BÀI TẬP LỚN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO TÌM HIỂU GIẢI THUẬT DI TRUYỀN

I.Giới thiệu:

II. Nội dung

I.Ứng dụng

II.Chương trình

I.Ưu điểm

II. Khuyết điểm

III. Ý kiến bản thân

Bài tập lớn môn Điều khiển số Thiết kế theo tiêu chuẩn tích phân số (IAE, ITAE, ISE, ITSE) kết hợp với Dead – Beat khâu điều chỉnh tốc độ động cơ DC Servo Harmonic RHS 17 – 6006

1.1. Giới thiệu động cơ servo

1.2. Thông số động cơ DC Servo Harmonic RHS 17 – 6006

2.1. Cấu trúc điều khiển tốc độ động cơ

2.2. Xây dựng hệ phương trình tính toán động học động cơ Servo

Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

1.1 Khái niệm chung.

1. 2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

1.3. Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

I. Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều.

2.2. Lựa chọn mạch lực cho truyền động động cơ điện một chiều có đảo chiều quay.

1. Truyền động T- Đ đảo chiều điều khiển riêng.

2. Truyền động (T- Đ) đảo chiều điều khiển chung.

3. Nhận xét chung.

III. Tìm hiểu mạch chỉnh lưu cầu 3 pha.

3.1. Giới thiệu về Mentor II

3.2. Cấu tạo và chức năng.

3.3. Cách nối mạch của MentorII.

3.4. Bảng điều khiển

3.5. Truyền tin nối tiếp.

3.6. Các tham số chính của MentorII.

4.1 Đặt vấn đề

4.2 Phần mềm MentorSoft của Mentor II.

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn cấp cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều

1.1 Cấu tạo động cơ điện một chiều:

1.2 Phân loại động cơ điện một chiều

1.3 Các thông số ảnh hưởng:

1.4 Nguyên lý hoạt động động cơ điện một chiều:

1.5 Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều:

1.6 Đảo chiều động cơ:

2.1 Chỉnh lưu hình cầu 1 pha

2.2 Chỉnh lưu hình tia 3 pha:

2.3 Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng:

2.4.Chỉnh lưu tia 2 pha:

2.5 Kết luận:

3.1. Sơ đồ cấu trúc

3.2.Sơ đồ mạch lực

3.3. Tính chọn van

3.4. Tính toán chọn máy biến áp

3.5. Tính toán bộ lọc

3.6.Tính toán bảo vệ mạch lực

4.1.Cấu trúc mạch điều khiển

4.3.Tính toán mạch điều khiển

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG 2

TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG PHÂN XƯỞNG

CHƯƠNG 1

LỰA CHỌN SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CẤP ĐIỆN TỐI ƯU.

CHƯƠNG 3.

THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

CHƯƠNG 4

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP

Đồ án điện tử công suất Thiết kế mạch băm xung điều khiển trong tốc độ động cơ

1. Sơ lược về máy điện quay :

2. Máy điện không đồng bộ ba pha:

3.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB ba pha:

4.Các phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto động cơ KĐB 3 pha rôto dây quấn.

5. Ứng dụng của động cơ điện KĐB 3 pha rôto dây quấn.

1.Sơ đồ khối:

2. Giải thích sự hoạt động của từng khâu:

3. Tính toán chi tiết các phần tử mạch lực

1. Giới thiệu chung:

2. Cấu trúc và hoạt động của các khâu trong mạch điều khiển :

3.Tính toán chi tiết mạch điều khiển :

Đồ án điện tử công suất Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Đề bài:

I. Tổng quát chung cấu tạo và nguyên lý làm việc của acqui:

II. Các phương pháp nạp điện cho acqui:

I. Nhận xét chung:

II.Yêu cầu cụ thể :

III.Các phương án thiết kế mạch chỉnh lưu :

I.Sơ đồ mạch lực :

II.Các phần tử trên sơ đồ mạch lực :

I. Yêu cầu chung và cấu trúc mạch điều khiển :

II. Sơ đồ khối và chức năng:

III.Xây dựng mạch điều khiển :

3.1. Giáo dục nhằm nâng cao nhận thức cho sinh viên về tầm quan trọng của công nghệ thông tin trong môi trường giáo dục hiện đại

3.2. Hướng dẫn, bồi dưỡng cho sinh viên kỹ năng tìm kiếm, đánh giá, lựa chọn và xử lý thông tin trên internet

3.3. Nhà trường cần không ngừng hoàn thiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị mạng, đặc biệt nâng cao hiệu quả sử dụng mạng LAN, WIFI trong toàn trường

3.4. Phát triển website của trường, khoa, chia sẻ các nguồn tài nguyên học tập trên website

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

1. Định nghĩa đạo hàm tại một điểm:

2. Ý nghĩa của đạo hàm

3. Các cách tính đạo hàm

1. Mô hình bài toán tìm cực trị có điều kiện:

2. Định nghĩa:

3. Các phƣơng pháp tìm cực trị có điều kiện:

1. Địng nghĩa:

2. Tính chất:

3. Cách tính tích phân bội ba

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

1.1. Sự ra đời.

1.2. Đặc điểm.

2.1. Hoàn cảnh lịch sử.

2.2. Quá trình vươn lên vị trí lãnh đạo của giai cấp công nhân.

2.3. Giai cấp công nhân có đủ các tố chất để lãnh đạo cách mạng.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

2.1. Cơ sở lý thuyết

2.2 Cấu trúc thuật toán di truyền tổng quát

2.3. Các công thức của thuật giải di truyền

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

2.2.1. Tổng hợp bộ điều khiển dòng theo Dead – Beat

2.2.2. Thiết kế bộ điều khiển tốc độ

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

1.2.1Cấu tạo của động cơ điện một chiều.

1.2.2. Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều.

1.Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng.

2.1.2Nguyên lý điều chỉnh từ thông động cơ.

1. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển.

2. Tính chọn van động lực.

3.1.1. Nguồn cung cấp

3.2.1. Đầu ra:

3.1.3. Phản hồi tốc độ:

3.1.4. Phản hồi dòng điện:

3.1.5. Điều khiển

3.1.6. Thực đơn.

3.5.1. Kết nối.

3.5.2. Điều chỉnh sơ bộ:

3.5.3. Các ký tự điều khiển của Mentor II.

3.5.4. Địa chỉ nối tiếp.

3.5.5. Nhận dạng tham số.

3.5.6. Phần dữ liệu.

3.5.7. Khối kiểm tra BCC.

3.5.8. Gửi dữ liệu.

32.5.9. Đọc dữ liệu từ MentorII.

3.6.1 Menu1:Cài đặt tốc độ

3.6.1. Mentor1: Cài đặt tốc độ

3.6.2. Menu2. Độ trễ

3.6.4. Menu 4: Lựa chọn và giới hạn dòng điện

3.6.5 Mạch vòng tốc độ

3.6.7. Menu 10: Tình trạng logic và chuẩn đoán

3.6.8 Menu11: hỗn hợp

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

1.1.1. Phần tĩnh (stato)

1.1.2 Phần quay (rôto)

1.5.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phần ứng:

1.5.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông :

1.5.3 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng:

2.1.1. Sơ đồ động lực

2.1.2. Nguyên lý hoạt động:

2.1.3 Công thức:

2.1.4 Nhận xét:

2.2.2 Nguyên lý hoạt động:

2.2.3 Công thức liên quan:

2.2.4 Nhận xét:

2.3.1 Sơ đồ nguyên lý:

2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

2.3.3. Công thức liên quan:

2.3.4. Nhận xét:

2.4.1. Sơ đồ nguyên lý:

2.4.2 Nguyên lý hoạt động:

2.4.3 Công thức liên quan:

2.4.4 Nhận xét:

4.1.1. Cấu trúc điều khiển ngang

4.1.2 .Cấu trúc điều khiển dọc

4.1.3. Chức năng điều khiển

4.1.4.Nguyên lý hoạt động

4.2.1.Dạng ổn áp điều khiển

4.3.1. Tính toán khâu đồng pha.

4.3.2. Khâu tạo điện áp răng cưa

4.3. 3. Khâu so sánh.

4.3.4 . Khâu phát xung chùm

4.3.5 . Khâu khuếch đại xung và biến áp xung

4.3.6 Khâu tách xung

4.3.7 Khâu tạo nguồn nuôi

Ta cần tạo ra nguồn điện áp để cấp cho máy biến áp xung và nuôi IC, các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ.

4.3.8 Khâu phản hồi tốc độ:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

I). NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.

II). ĐỊNH NGHĨA PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.

III). CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.

I). KHÁI QUÁT

II). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ.

III). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 1.

IV). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 2.

VI). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 4.

VIII). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 6.

IX). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 8.

X). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 9.

XI). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 10.

XII). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 11.

XIII).TÍNH TỔNG CÔNG SUẤT TOÀN NHÀ MÁY VÀ HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSϕ :

XIV).BIỂU ĐỒ CỦA PHỤ TẢI NHÀ MÁY.

I). XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP TRUNG TÂM(PPTT) .

II. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỐ LƯỢNG CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG.

II). CHỌN SƠ ĐỒ ĐẤU DÂY VÀ TÍNH TIẾT DIỆN DÂY DẪN .

I). THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY TỪ TRẠM BATG VỀ TRẠM PPTT CỦA NHÀ MÁY.

I). CHỌN MÁY CẮT ĐẦU VÀO VÀ MÁY CẮT LIÊN LẠC :

III). CHỌN DAO CÁCH LY ĐẦU VÀO TRẠM BIẾN ÁP :

IV). LỰA CHỌN THANH CÁI CHO TRẠM PPTT :

V). CHỌN CHỐNG SÉT VAN.

VI).CHỌN MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG (BU).

V). TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH.

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

2.1 Khái niệm chung:

2.2 Phân loại:

2.3 Cấu tạo:

2.4 Nguyên lý làm việc:

2.5 Mạch điện thay thế của động cơ KĐB

2.6 Đặc tính cơ ĐCĐKĐB

3.1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực:

3.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rôto:

3.3 Điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi tần số nguồn cung cấp:

3.4 Điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cấp:

3.1 Lựa chọn van cho mạch chỉnh lưu

3.2. Tính toán cuộn lọc:

3.3 chọn van khoá trong bộ biến đổi xung áp 1 chiều:

1.1 Yêu cầu chung của mạch điều khiển:

1.2 Nguyên lý chung của mạch điều khiển :

1.3 Sơ đồ khối mạch điều khiển :

2.1. Nguồn nuôi cấp cho mạch điều khiển:

2.2. Khâu tạo dao động:

2.3. Bộ đảo dấu :

2.4. Khâu tạo xung răng cưa :

2.5.Khâu so sánh (tạo xung điều khiển):

2.6. Khâu tạo điện áp đóng mở van:

3.1. Nguồn nuôi cấp cho mạch điều khiển.

3.2. Khâu tạo dao động :

3.3. Khâu đảo dấu :

3.4. Khâu tạo điện áp răng cưa:

3.5. Khâu tạo điện áp so sánh

3.6. Khâu tạo điện áp đóng mở IGBT

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

1. Cấu tạo của bình acqui axit ( acqui chì ):

2. Quá trình biến đổi hoá học trong acqui axit:

3. Các đặc tính của acqui axit :

1. Phương pháp nạp acqui với dòng nạp không đổi :

2. Phương pháp nạp acqui với điện áp nạp không thay đổi:

3. Phương pháp nạp dòng – áp:

1. Chỉnh lưu một pha 2 nửa chu kỳ có điều khiển:

2. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển đối xứng:

3 . Chỉ nh lưu cầu một pha có điều khiển không đối xứng(thẳng hàng) :

1. Van lực:

2.Các thiết bị bảo vệ:

3. Các thiết bị chỉ thị :

4. Điện trở lấy tín hiệu:

5.Tính toán máy biến áp :

1. Mục đích và yêu cầu chung với mạch điều khiển:

2. Cấu trúc mạch điều khiển:

1. Khâu đồng pha ( ĐF ):

2. Khâu tạo điện áp tựa (U_tựa):

3. Khâu so sánh( SS ):

4. Khâu dạng xung ( DX):

5. Khâu khếch đại xung (KĐX):

6. Bộ điều khiển ( BĐK ):

1. Khâu đồng pha :

2. Khâu tạo điện áp răng cưa:

3. Khâu so sánh:

4. Khâu dạng xung , khâu tách xung và khâu khuếch đại xung :

5. Tính toán biến áp xung :

6.Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển :

7.Khâu phản hồi:

Tải xuống tài liệu học tập PDF miễn phí

MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG INTERNET TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Quy định quản lý văn bản đến, đi

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/M%E1%BB%98T-S%E1%BB%90-BI%E1%BB%86N-PH%C3%81P-N%C3%82NG-CAO-HI%E1%BB%86U-QU%E1%BA%A2-S%E1%BB%AC-D%E1%BB%A4NG-INTERNET-TRONG-HO%E1%BA%A0T-%C4%90%E1%BB%98NG-H%E1%BB%8CC-T%E1%BA%ACP-C%E1%BB%A6A-SINH-VI%C3%8AN-TR%C6%AF%E1%BB%9CNG-%C4%90%E1%BA%A0I-H%E1%BB%8CC-T%C3%82Y-B%E1%BA%AEC.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: MỘT SỐ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ SỬ DỤNG INTERNET TRONG HOẠT ĐỘNG HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC

TẠP CHÍ KHOA HỌC

Khoa học Xã hội, Số 13 (6/2018) tr. 1 – 7

Vũ Thị Thúy

Trường Đại học Tây Bắc

Tóm tắt: Sinh viên Trường Đại học Tây Bắc có nhu cầu sử dụng internet trong hoạt động học tập (HĐHT) ở mức độ tương đối cao. Điều này xuất phát từ sự nhận thức đúng đắn về tầm quan trọng và tính hiệu quả của internet trong HĐHT. Đây là cơ sở khoa học giúp cho Nhà trường và đội ngũ giảng viên có những giải pháp trong vấn đề xây dựng môi trường đào tạo gắn với công nghệ thông tin, nhằm nâng cao hơn nữa chất lượng giáo dục và đào tạo của Nhà trường.

Từ khóa: Internet, sinh viên, biện pháp, hoạt động học tập.

Việc khai thác sử dụng internet một cách c hiệu quả trong giảng ạy học tập nghiên cứu là một yêu cầu cấp thiết đặt ra cho đội ngũ giảng viên sinh viên nhằm hiện đại h a

phư ng thức đào tạo phát tri n năng l c tư uy sáng tạo học tập suốt đời của người		ạy,
người học. V vậy cần thiết phải t m ra những	iện pháp nhằm n ng cao hiệu quả sử	ụng
internet. Trong giới hạn của vấn đề nghiên cứu	tác giả tập trung vào việc t m kiếm các	iện

pháp nhằm n ng cao hiệu quả sử ụng internet trong hoạt động học tập của sinh viên nói chung và sinh viên Trường Đại học T y ắc n i riêng. Tác giả tiến hành thu thập thông tin từ nhiều kênh: Qua phiếu điều tra khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu sử ụng internet trong hoạt động học tập; đề xuất iện pháp từ đội ngũ giảng viên, sinh viên; khảo sát th c tế tại

phòng học thư viện phòng máy; tham khảo một số tài liệu c				liên quan… là c sở khoa học
đ tác giả đề xuất	iện pháp n ng cao hiệu quả sử		ụng internet trong hoạt động học tập của
sinh viên Trường Đại học T y ắc.
2. Kết quả nghiên cứu
sở đề xuất		iện phápa trên kết quả nghiên cứu th c trạng những yếu tố ảnh
hưởng đến nhu cầu sử		ụng internet trong hoạt động học tập của sinh viên Trường Đại học
T y ắc. Qua điều tra khảo sát trên nh m khách th			sinh viên	n = 200) tác giả thu được kết
quả về nhu cầu sử	ụng internet trong hoạt động học tập của sinh viên Trường Đại học Tây
ắc chịu tác động	ởi nhiều yếu tố khách quan và chủ quan th			hiện trong ảng số liệu xem
trang 2).
Từ số liệu Bảng 1 cho thấy, yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu truy cập mạng trong học

gày nhận ài: 31/8/2017.		gày nhận đăng: 12/10/2017
iên lạc: Vũ Thị Thúy e-mail: [email protected]
				1

tập của sinh viên Trường Đại học T y ắc ao gồm những yếu tố chủ quan xuất phát từ ản th n người học và yếu tố khách quan là những tác động ên ngoài ảnh hưởng đến quá tr nh sử ụng mạng internet cho mục đ ch học tập.

Kết quả ph n t ch số liệu cho thấy những yếu tố làm cản trở quá tr nh người học truy cập mạng xuất phát từ những yếu tố khách quan chiếm đi m trung bình chung ( X ) cao h n

so với yếu tố chủ quan. ụ th

yếu tố: Phương thức đào tạo của nhà trường chưa đề cao yếu

tố công nghệ mạng ( X = 0.76) được sinh viên xếp ở vị tr

thứ

ậc 1. Th

c tế, trong đào tạo ở

Trường Đại học T y

ắc đ c

s

thay đổi về phư ng thức đào tạo, từ đào tạo niên chế sang

đào tạo theo học chế t n ch

đ y là một phư ng thức đào tạo được sử

ụng rộng r i ở tất cả

các trường đại học

cao đ ng trong cả nước cũng như trên thế giới. Đào tạo theo học chế t n

ch phát huy tối đa t nh t ch c

c

chủ động trong học tập của người học đặc

iệt coi trọng quá

tr nh t học chuẩn

ị

ài ở nhà trước khi đến lớp. Điều đ

c nghĩa là người học luôn phải nỗ

l c t m kiếm thông tin thông qua nhiều nguồn như sách giáo tr nh

tài liệu

tạp ch

đài áo

internet… Mặc ù Nhà trường đ

tiếp cận và tri n khai cụ th

phư

ng thức đào tạo theo học

chế t n ch tới đội ngũ giảng viên và sinh viên nhưng trên th c tế việc tri n khai

ạy học ở các

giờ học ch nh kh a theo mô h nh

ạy học tr c tuyến là chưa được áp

ụng.

i cách khác,

hà trường chưa vận

ụng mô h nh ạy học E- earning trong đào tạo. V

vậy, c

th

n i, đ y

là yếu tố g y cản trở lớn đến quá tr nh ạy và học c sử ụng công nghệ mạng.

Bảng 1: Yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng Internet

trong hoạt động học tập của sinh viên (n = 200)

Stt	Yếu tố ảnh hưởng			Số phiếu	Điểm TB	Thứ bậc

					( X )
					( X )
1	Không c máy t nh nối mạng			117	0.58	6
2	hu cầu giải tr giao lưu cao h n nhu cầu học tập			123	0.61	5
3	Yêu cầu về nhiệm vụ học tập c	truy cập mạng mà		136	0.68	2
3	thầy cô đưa ra chưa cao			136	0.68	2
	thầy cô đưa ra chưa cao
4	Không được học trong phòng học c	kết nối mạng		131	0.65	3
5	Sợ mất thời gian hoặc sợ tốn kém			109	0.54	7
6	Mức độ t ch c c trong học tập chưa cao			129	0.64	4
7	Phư ng thức đào tạo của nhà trường chưa vận ụng			153	0.76	1
7	mô h nh ạy học tr c tuyến			153	0.76	1
	mô h nh ạy học tr c tuyến
	Trong giờ học ch nh kh a việc giảng viên sử		ụng công nghệ thông tin và đưa ra yêu
cầu đ	người học khai thác tài liệu từ những we site chuyên ngành là chưa nhiều. Điều này lý

giải tại sao yếu tố: Yêu cầu về nhiệm vụ học tập có truy cập mạng mà thầy, cô đưa ra chưa

cao ( X = 0.68) được các em đánh giá xếp ở thứ ậc 2. Th c tế cho thấy mặc ù công nghệ thông tin là một phần không th thiếu trong cuộc sống cũng như trong công việc của mỗi giảng viên nhưng việc khai thác kiến thức trên internet vào ài học là chưa mạnh mẽ. Chúng ta mới th c hiện một nửa quy tr nh đào tạo công nghệ đ là thiết kế ài giảng ằng tr nh chiếu powerpoint đ ài giảng trở nên sinh động mới mẻ và mang t nh tr c quan cao. Chính vì giảng viên không đưa ra yêu cầu nên sinh viên trở nên thụ động trong việc t m kiếm tài liệu, cũng như việc “học” trên mạng. Yếu tố “Không được học trong các phòng học có kết nối

2

mạng” ( X = 0.65) được xếp ở thứ ậc 3, c ảnh hưởng thiếu t ch c c đến quá tr nh học tập

sử ụng công nghệ mạng. Mặc ù các phòng học đ được nhà trường trang ị nhiều thiết ị mạng hệ thống mạng wifi được phủ s ng trong toàn trường nhưng giảng viên và sinh viên

vẫn không th truy cập internet trên giảng đường.

hững yếu tố chủ quan của ản th n người học ảnh hưởng đến quá tr nh sử ụng internet trong học tập được các em đánh giá xếp sau những yếu tố khách quan. ụ th , yếu tố: Mức độ tích cực học tập chưa cao ( X = 0.64); nhu cầu giải trí, giao lưu cao hơn nhu cầu học tập ( X = 0.61); sợ mất thời gian hoặc sợ tốn kém ( X = 0.54) lần lượt được các em đánh giá và xếp ở thứ ậc 4 5, 7. Điều đ cho thấy, sinh viên rất c nhu cầu đổi mới mong muốn được

tiếp cận với phư	ng thức đào tạo hiện đại các h nh thức đào tạo mới mẻ.					hưng đ đáp ứng
được nhu cầu đ	th	cần phải	ắt đầu từ nhà trường từ đội ngũ giảng viên trong việc vận
ụng, tri n khai h nh thức đào tạo c				sử	ụng công nghệ mạng trên giảng đường.
hư vậy	c	th nhận định, sinh viên Trường Đại học T y ắc c				nhu cầu sử ụng
internet trong học tập tuy nhiên c				những yếu tố khách quan và chủ quan ảnh hưởng đến quá
trình thỏa m n nhu cầu đ . Việc t m ra					iện pháp tác động cả về mặt khách quan và chủ quan
sẽ giúp n ng cao hiệu quả sử			ụng internet trong hoạt động học tập của sinh viên Trường Đại
học T y ắc.

hà trường cần cụ th		h a các văn	ản ch đạo về ứng	ụng công nghệ thông tin
TT) trong giảng	ạy và học tập tới đội ngũ giảng viên và sinh viên như:				ghị quyết số
36- Q/TW về đẩy mạnh ứng		ụng phát tri n	TT đáp ứng yêu cầu phát tri n		ền vững và
hội nhập quốc tế;	h thị 55-	T/ GDĐT về tăng cường giảng		ạy đào tạo và ứng ụng

CNTT trong ngành giáo dục đào tạo; Kế hoạch số 345/KH- GDĐT về th c hiện đề án “Tăng cường ứng dụng CNTT trong quản lý và hỗ trợ các hoạt động dạy – học, nghiên cứu khoa học, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục và đào tạo giai đoạn 2016 – 2020, định hướng đến năm 2025”… Mỗi giảng viên cần đẩy mạnh tuyên truyền cho sinh viên thấy rõ hiệu quả và

yêu cầu mang t nh tất yếu của ứng ụng			TT trong đổi mới phư ng pháp học tập; thông qua
các giờ ạy c	ứng ụng	TT; các buổi sinh hoạt hội thảo chuyên đề về sử			ụng, khai thác
CNTT trong học tập, đ		không ch giáo	ục sinh viên về mặt nhận thức mà còn hình thành
cho các em kỹ năng tra cứu khai thác nguồn thông tin trên mạng.
Giáo	ục n ng cao nhận thức cho sinh viên về t nh hai mặt, t ch c c và tiêu c c của
internet, đ các em nhận thức được tầm quan trọng của				TT trong học tập	từ đ giúp sinh

viên xác định mục đ ch truy cập mạng đúng đắn tạo t nh chủ động khi tư ng tác với máy t nh nối mạng trong thời gian lên lớp và ngoài giờ lên lớp. Kết quả nghiên cứu cho thấy, sinh viên thường ị ph n tán khi vào mạng các em ễ ị khối lượng thông tin khổng lồ trên internet

3

làm cho “nhiễu s ng” và mất phư ng hướng khi t m kiếm thông tin học tập [2]. Nhiều sinh viên chia sẻ: “Bản thân sinh viên nên sử dụng mạng internet có mục đích và hiệu quả, cần chủ động trong quá trình học tập và phải biết khi nào cần vào mạng để không lãng phí thời

gian”. Truy cập sử ụng internet đúng mục đ ch; c n đối hài hòa giữa nhu cầu sử ụng mạng trong học tập với các nhu cầu giải tr khác; truy cập vào những website tin cậy đ n ng cao

hiệu quả học tập [3]… là những vấn đề mà sinh viên cần xác định và h nh thành cho m nh đ internet thật s là một công cụ hữu ch, hỗ trợ sinh viên trong hoạt động học tập nghiên cứu.

Với một khối lượng thông tin khổng lồ đa ạng và phong phú trên internet việc khám phá ch với một cú “click chuột” đ trở nên đ n giản với đa số giới trẻ [1]. Tuy nhiên, tìm

kiếm “cái g ” trên mạng l a chọn và xử lý thông tin như thế nào đ n trở thành những thông tin hữu ch tin cậy là một vấn đề không đ n giản đối với người truy cập internet nói chung và sinh viên n i riêng. Một trong những iện pháp đ sinh viên có th l a chọn cho m nh nguồn thông tin tin cậy đảm ảo t nh ch nh xác của tri thức, đ là truy cập vào những we site c độ tin cậy cao. Hiện nay các trang we site chuyên ngành một số trang mạng điện tử của các c quan đ được ki m định và ki m uyệt nhằm đảm ảo t nh ch nh xác h a của thông tin như:

Thư viện học liệu mở Việt Nam http://voer.edu.vn; Tạp chí khoa học Việt Nam trực tuyến http://www.vjo.info/index.php/index/about; Trung tâm Dữ liệu Đại học Quốc gia Hà Nội http://dl.vnu.edu.vn; Thư viện điện tử quốc gia http://nlv.gov.vn/submit-weblink/thuvien dientuhoctaptructuyen; Cổng thông tin điện tử Bộ Giáo dục và Đào tạo http://www.

moet.gov.vn [3]… và một số we site chuyên ngành khác là những we site đáng tin cậy đ sinh viên tham khảo coi đ là nguồn tài nguyên học tập. Sinh viên c tiếp cận được với những website ổ ch hay không ngoài s nỗ l c t m kiếm của ản th n còn cần c s hướng ẫn,

giới thiệu của giảng viên thông qua: Tăng cường trao đổi thông tin qua thư điện tử; tham gia lớp học tr c tuyến; trao đổi sáng kiến, kinh nghiệm trên các diễn đàn… Việc giảng viên đưa ra nhiệm vụ yêu cầu sinh viên truy cập mạng internet, tra cứu tài liệu sẽ k ch th ch hứng thú học tập. Đ làm được điều này sinh viên cần h nh thành cho m nh kỹ năng tra cứu, t m kiếm

đánh giá và xử lý thông tin trên internet như: 1) iết cách sử	ụng các công cụ t m kiếm thông
ụng như Google Yahoo, Panvietnam, Vinaseek…; 2) iết l	a chọn các thủ thuật t m kiếm
như từ kh a các t m kiếm chuyên iệt sử ụng nhiều we site; 3) iết đánh giá thông tin như
đọc hi u ph n t ch phê phán và l a chọn thông tin phù hợp [2].

Trong những năm gần đ y o những yêu cầu và thách thức đặt ra trong môi trường giáo ục hiện đại Trường Đại học T y ắc không ngừng đầu tư hoàn thiện về c sở vật chất trang thiết ị mạng internet phục vụ cho quá tr nh đào tạo ứng ụng TT. Rất nhiều các

4

phòng học đ được lắp đặt hệ thống máy chiếu

m thanh

các thiết

ị thu

phát

nghe

nh n

như phòng họp tr

c tuyến

phòng học tr c tuyến phòng th

c hành máy… Hệ thống mạng

không dây (wifi) được phủ s ng khắp toàn trường; hệ thống mạng

A

mạng cục

ộ) hoạt

động hiệu quả là những điều kiện thuận lợi đ

đội ngũ giảng viên tri n khai và ứng

ụng

CNTT trong giảng

ạy. Tuy nhiên

song song với những điều kiện thuận lợi đ

tác giả nhận

được những chia sẻ của một số giảng viên

sinh viên về th

c tế thiết

ị máy m c của

hà

trường.

ụ th : 1)

ác thiết

ị phư ng tiện phục vụ cho giờ học ứng

ụng

TT như máy

chiếu

ảng chiếu

y

ẫn loa m c… đ

ắt đầu xuống cấp

ở rất nhiều phòng học các thiết ị

đ không còn sử

ụng được; 2) Hệ thống mạng wifi mở nhưng lại không c

khả năng kết nối

internet, ẫn đến rất kh

đ

giảng viên

sinh viên tri n khai các giờ học tr

c tuyến

đặc

iệt

khi cần thiết phải truy cập mạng tr

c tiếp. Giải quyết vấn đề này cần c

s

đầu tư

sửa chữa

hoặc lắp mới trang thiết

ị cho các phòng học và c cách quản lý mạng wifi phù hợp đ

sinh

viên, giảng viên c

th truy cập mạng ngay tại giảng đường

lớp học nhưng một số các trang

mạng sẽ được máy chủ kh a như: Facebook, We site c nội

ung nguy hi m

độc hại không

phù hợp với học sinh sinh viên đ

người

ùng không th

truy cập mạng giải tr trong thời

gian ạy và học ch nh kh a ở Trường. Mặc

ù trên we site của hà trường đ

c

phần hướng

ẫn sử

ụng internet nhưng đ là những hướng

ẫn ài và tư

ng đối phức tạp nên

t nhiều g y

kh khăn cho người

ạy và người học khi tiến hành cài đặt và truy cập mạng.

Hiện nay, Trường Đại học T y ắc đ x y ng we site http://utb.edu.vn với giao iện ứng ụng phong phú h nh ảnh đẹp thông tin đa ạng. Tuy nhiên, trong phần Thư viện

điện tử số lượng đầu sách đưa lên còn ngh o nàn khoảng trên 1.800 đầu sách Thống kê tháng 12/2017), ao gồm giáo tr nh sách chuyên khảo tham khảo luận án tiến sĩ luận văn thạc sĩ đề tài nghiên cứu khoa học các cấp [5]. Số lượng đầu sách đưa lên Thư viện điện tử chưa đảm ảo s đa ạng của các học phần trong đào tạo cử nh n ở các khoa học c ản, cũng như phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học của giảng viên sinh viên; Đào tạo trực

tuyến c uy nhất kh		a đào tạo ngoại ngữ tr c tuyến; Hệ thống học liệu mở không c				nội
dung… Điều này cho thấy, we site của				hà trường còn đ trống nguồn chia sẻ học liệu;		iễn
đàn học tập	giao lưu giữa sinh viên và giảng viên [5]… Thiết nghĩ, với kênh thông tin chia sẻ
trên website, các tài liệu học tập giáo án				ài giảng điện tử công tr nh nghiên cứu khoa học…
là những nguồn tài liệu c giá trị đối với sinh viên trong học tập nghiên cứu.
3.5. Phát triển thư viện điện tử trở thành môi trường học tập hiệu quả cho sinh viên
Kết quả nghiên cứu cho thấy			thời gian truy cập mạng trong các giờ học chính khóa
của sinh viên Trường Đại học T y			ắc không nhiều các em chủ yếu truy cập mạng vào thời
gian ngoài giờ lên lớp theo yêu cầu nhiệm vụ mà giảng viên giao					hoặc xuất phát từ nhu cầu
học tập của	ản th n [4]. Một trong những môi trường đ các em l				a chọn truy cập internet,
t m kiếm thông tin đ		là thư viện điện tử. Hiện nay, trên we site của Trường đ x y ng thư
						5

viện điện tử đ sinh viên c th đăng nhập theo m sinh viên và số thẻ thư viện đ t m kiếm tài liệu. Tác giả đ tiến hành khảo sát th c tế tại phòng đọc thư viện điện tử tầng 2 Trung

tâm Thông tin – Thư viện và lấy số liệu truy cập trên we site của hà trường về số lượng người truy cập vào thư viện điện tử Trường Đại học T y ắc, nhận thấy: hoạt động của thư

viện điện tử Trường Đại học T y ắc ước đầu đ đạt những hiệu quả nhất định số lượng người truy cập ngày một tăng cho thấy nhu cầu iết chọn lọc khai thác t m kiếm nguồn tài liệu ch nh thống đ được ki m định của người học [5]. Tuy nhiên thư viện điện tử vẫn cần thường xuyên cập nhật ổ sung thêm nhiều giáo tr nh điện tử h n nữa, ởi theo chia sẻ của một số sinh viên và giảng viên th “đầu sách trong thư viện điện tử vẫn còn ít” và “Nhiều khi không tìm thấy tài liệu mình cần”.

Mỗi

ước đột phá trong công nghệ giáo

ục

đào tạo sẽ làm thay đổi cách

ạy

cách

học thậm ch

cả phư ng thức đào tạo. Việc th c hiện

ạy học với s hỗ trợ công nghệ thông

tin – viễn thông đòi hỏi giảng viên phải c

những am hi u nhất định về tin học đ

x y

ng

giáo án và thiết kế

ài giảng điện tử đòi hỏi sinh viên phải có kỹ năng sử

ụng internet, kỹ

năng t m kiếm

xử lý thông tin trên mạng.

goài việc ồi

ưỡng khuyến kh ch giảng viên

sinh viên th

c hiện hoạt động ạy – học c

ứng

ụng

TT

còn cần c

s

đầu tư trang thiết

ị máy m c

x y

ng các kho tài nguyên học liệu

mô h nh mô phỏng

tài liệu tham khảo

ài giảng điện tử giáo tr nh điện tử các phần mềm

ạy học

iễn đàn điện tử… phục vụ cho

công tác giảng

ạy

học tập nghiên cứu.

ác

iện pháp phải mang t nh đồng ộ về nội

ung

và h nh thức

nhằm n ng cao hiệu quả sử

ụng CNTT trong đào tạo tại Trường Đại học T y

ắc k ch th ch

thúc đẩy nhu cầu học tập của sinh viên, n ng cao chất lượng giáo

ục và đào

tạo của hà trường.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trần Thị Minh Đức (2013), Mạng xã hội với sinh viên, Nxb Giáo dục.

Nguyễn Duy Mộng Hà (2010), Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng Internet trong giảng dạy, học tập nghiên cứu tại Trường Đại học Khoa học xã hội và Nhân văn thành phố Hồ Chí Minh, Luận văn thạc sỹ, Trường Đại học Khoa học xã hội và Nhân văn thành phố Hồ Chí Minh.

Nguyễn Quý Thanh (2008), Mối quan hệ của việc sử dụng Internet và hoạt động học tập

của sinh viên, Đề tài cấp nhà nước, mã số Q.CL.05.01, Trường Đại học Khoa học xã hội và h n văn Hà Nội.

Vũ Thị Thúy (2016), Nhu cầu sử dụng Internet trong hoạt động học tập của sinh viên

Trường Đại học Tây Bắc Đề tài khoa học cấp c sở Trường Đại học Tây Bắc.

[5] We site Trường Đại học Tây Bắc http://utb.edu.vn.

6

SOME MEASURES TO IMPROVE EFFICIENCY IN INTERNET USE FOR STUDENTSAT TAY BAC UNIVERSITY

Vu Thi Thuy

Tay Bac University

Abstract: At Tay Bac University, students have a high demand for internet access in their learning activities. This is due to the proper understanding of the importance and effectiveness of the internet in study. This serves as a scientific basis to help the university and its teaching staff figure out solutions to forming an IT assisted training environment to make further improvement in the quality of education and training.

Keywords: Internet, students, measures, study.

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

BÀI TẬP LỚN MÔN GIẢI TÍCH 2 2019

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Bài tập lớn môn Đường lối Thời cơ trong CMT8-1945 đối với quá trình đổi mới và hội nhập quốc tế của Việt Nam từ 1986 đến nay

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%80I-T%E1%BA%ACP-L%E1%BB%9AN-M%C3%94N-GI%E1%BA%A2I-T%C3%8DCH-2.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN MÔN GIẢI TÍCH 2 2019

GVHD: NGUYỄN NGỌC QUỲNH NHƯ

STT	HỌ VÀ TÊN	MSSV
1	LÊ HẢI HẬU( NT)	41201037
2	HOÀNG HẢI TRIỀU	21304310
3	TRƢƠNG QUỐC TUẤN	61104030
4	PHẠM HOÀNG TRUNG	31003674
5	LÊ HOÀNG QUÂN	31303209
6	ĐÀO ĐỨC THẮNG	20902537

Câu 1: Xuất kết quả vi phân cấp 2 của hàm 3 biến f tại điểm M cho trước dưới dạng ma trận vuông

Câu 2: Tìm cực trị của hàm đa thức f(x,y) thỏa điều kiện ^x ² – ^y² =1 với a,b>0 được nhập từ a ² b²

bàn phím

Câu3: Tính òòò f (x, y , z ) dxdydz trong đó W là miền giới hạn bởi :

W

( z = 1 – x ² – y² ; z=0; y=x ; y = x )

Cho hàm số y = f(x) xác định trên khoảng (a,b) và x₀ (			)
( )	( )	(	(	)	( ))

Nếu hàm số y = f(x) có đạo hàm tại x₀ thì nó liên túc tại điểm đó.

^Ø Ý nghĩa hình học

f’(x₀)là hệ số góc tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại M (x₀,f(x₀))

Khi đó, phương trình tiếp tuyến của đồ thị hàm số y = f(x) tại M (x₀,y₀) là:

y-y₀ = f’(x₀).(x-x₀)

Ý nghĩa vật lý

Vận tốc tức thời của chuyển động thẳng xác định bởi phương trình s = s(t) tại thời điểm t₀ là v(t₀) = s’(t₀)

Cường độ tức thời của điện lượng Q = Q(t) tại thời điểm t₀ là I(t₀) = Q’(t₀)

Quy tắc tính đạo hàm: C ‘ = 0

(u ± v ) ^‘ = u ‘+ v ‘

( ku ) ‘ = ku ‘

x ‘ =1

(uv ) ‘ = u ‘ v + uv ‘

æ 1	ö^‘		v ‘
ç	÷	= –
			v	2
è v	ø

( x ⁿ ) ^‘ = nx ⁿ ^–¹ ( n Î

æ u ö^‘			u ‘ v – uv ‘
ç	÷	=
			v	2
è v ø

N , n >1)

( v ¹ 0)

Đạo hàm của hàm số hợp: Nếu u = g(x) có đạo hàm tại x là u’_x và hàm số y = f(u) có đạo hàm tại u là y’_u thì hàm số hợp y = f(g(x)) có đạo hàm tại x là y’_x = y’_u.u’_x

Đạo hàm cấp cao:

f ^“ ( x) = [f ^‘ ( x)]^‘ ; f ^”’ ( x) = [f ^“ ( x)]^‘ ; f ⁽ ⁿ ⁾ ( x) = [f ⁽ ⁿ^–¹⁾ ( x)]^‘ ( n Î N , n ³ 4)

^Ø Theo định nghĩa

Để tính đạo hàm của hàm số y = f(x) tại điểm x₀ bằng định nghĩa, ta thực hiện các bước

B1: Giả sử là số gia của đối số tại x₀. Tính Dy = f (x₀ + Dx ) – f (x₀ )

B2: Tính lim ^D^y

Dx ®0 _Dx

Xuất kết quả vi phân cấp 2 của hàm f = 5 x ³ + 2 y ³ + 3 z ³ – 10 x ² y + 2 yz ² + 4xz tại điểm

( ) dưới dạng ma trận vuông.

Tính các tích phân bậc 2 của hàm f, ta có:

f _x^‘ = 15 x ² – 20 xy + 4z f _z^‘ = 9 z ² + 4 yz + 4x

f _y^‘ = 6 y ² – 10 x ² + 2z²	_f ”	= 30 x – 20 y
	xx

		f _yy^” = 12 y -10	_f ”		= 4
			xz
f _zz^” = 18 z + 4 y			f _yz^”	= 4z
f	”	= -20x
	xy

Tính các tích phân bậc 2 của hàm f tại điểm M(0,1,1) ta có:

f_xx^”	= 30 ´ 0 – 20 ´ 1 = -20				_f ”	= -20 ´ 0 = 0
					xy
f _yy^” = 12 ´ 1 – 10 = 2					”	= 4
					^fxz	= 4
_f ”	= 18 ´ 1 + 4 ´ 1 = 22				_f ”	= 4 ´ 1 = 4
zz					_f ”	= 4 ´ 1 = 4
					yz
Từ kết quả trên, ta xuất ra kết quả vi phân cấp 2 của hàm đã cho tại điểm (							) dưới
dạng ma trận vuông là:
	é -20		0	2 ù
A = ^ê		0	2	2 ^ú
	ê			ú
	ê	2	2	22ú
	ë			û

Xét bài toán: tìm cực trị của hàm

( )( ) , trong đó x, y là các biến thỏa điều

kiện

( )

( ).

Nhận xét: mô hình bài toán có điều kiện chỉ xét với điều kiện (2) là 1 phương trình. Như vậy nếu điều kiện (2) có dạng: g(x,y) < 0 (hoặc g(x,y) > 0) (2′) thì được hiểu là tìm cực trị địa phương của hàm z = f(x,y), trong đó ta chỉ xét những điểm dừng nằm trong miền thỏa mãn điều kiện (2′).

Ta nói rằng hàm tồn tại một lân cận

(

( ) với điều kiện

)của M0 sao cho:

( )

) đạt

cực tiểu tại

(

)

nếu

(

)

(

) ( )

(

thỏa: g(x,y) = 0

Thông thường, phương trình f(x,y) = 0 là phương trình của đường cong (C). Như vậy, ta chỉ so sánh ( ) với ( ) khi M nằm trên (C).

Tương tự, ta cũng có định nghĩa cực đại có điều kiện.

Cực tiểu có điều kiện và cực đại có điều kiện được gọi chung là cực trị có điều kiện..

Cách 1: Đƣa về bài toán tìm cực trị của hàm 1 biến

Nếu từ điều kiện (2) ta giải tìm được y = y(x) thì khi thế vào hàm số f(x,y) ta có z là hàm

theo 1 biến số x: ( ( )) . Như vậy, bài toán trở về bài toán tìm cực trị của hàm số 1 biến. —–> Quá quen thuộc!!!

Cách 2: Phương pháp Larrange

Nếu từ pt (2) ta không giải tìm y theo x được. Khi đó, giả sử (2) xác định 1 hàm ẩn theo

biến x: . Để tồn tại hàm số ẩn, ta giả thiết: (*)

Như vậy: hàm số ( ) , với y là hàm theo x chính là hình ảnh hàm số hợp của biến số x thông qua biến trung gian y.

Với những giá trị của x làm cho z có thể có cực trị thì đạo hàm của z theo x phải triệt tiêu. Vậy lấy đạo hàm của (1) theo biến x với quy tắc hàm hợp (nhớ rằng y là hàm theo x) ta

có:

¶f

+

¶f

×

¶y

= 0 (3)

¶x

¶y

¶x

Từ điều kiện (2), ta lấy đạo hàm 2 vế theo x. Ta có:

¶g

+

¶g

×

¶y

= 0 (4)

¶x

¶y

¶x

Đẳng thức (4) này được thỏa mãn với mọi x, y thỏa mãn phương trình (2).

Như vậy, tại những điểm cực trị thỏa mãn điều kiện (2) thì sẽ thỏa mãn (3) và (4)

Nhân các số hạng của (4) với hệ số chưa xác định và cộng chúng với các số hạng tương

æ

¶f

¶g ö

æ

¶f

¶g ö

ứng của (3), ta được:

ç

+ g

÷

+ _ç

+ g

÷

= 0

(5)

è

¶x

¶x ø

è

¶y

¶y _ø

Do đó, phương trình (5) cũng nghiệm đúng tại những điểm cực trị thỏa điều kiện (2). Từ (5), ta chọn hằng số l sao cho tại những điểm cực trị, hệ số của ^dy_dx sẽ triệt tiêu.

æ	¶f	+ g	¶g ö		= 0
ç				÷		(6)
	¶y
Nghĩa là: _è			¶y _ø

Vì vậy, từ phương trình (5) và (6) ta có: những điểm cực trị có điều kiện sẽ là nghiệm của

ì	¶f
ï
ï	¶x
ï	¶f
ï	¶f
hệ phương trình: í
hệ phương trình: í	¶y
ï	¶y

ï_ïg (x , y)

î

+	g	¶g	=	0
+	g	¶x	=	0
		¶x
+	g	¶g	=	0	(I)
+	g	¶y	=	0	(I)
		¶y
			=	0

Bây giờ, ta xét hàm số Larrange: F ( x, y , g ) = f ( x, y ) + g g ( x, y)

Khi đó các điểm cực trị địa phương của hàm Larrange sẽ thỏa mãn hệ:

ì_F ‘		=		¶f	+	g	¶g	= 0
ì_F ‘		=			+	g		= 0
ï	x			¶x			¶y
ï				¶x			¶y
ï				¶f			¶g
ï	‘	=		¶f	+	g	¶g	= 0
í^Fy									(II)
í^Fy				¶y			¶y		(II)
ï				¶y			¶y
ï
ï_F ^‘			=		g (x , y)			= 0
ï	g
î

Từ (I) và (II) ta nhận thấy: những điểm dừng của hàm Larrange có thể là cực trị của hàm z = f(x,y) với điều kiện (2).

Như vậy, bài toán cực trị có điều kiện trở về bài toán cực trị địa phương của hàm Larrange. Ở đây chỉ đóng vai trò phụ và sau khi tìm được giá trị thì không cần đến.

Điều kiện của cực trị có điều kiện liên quan đến việc khảo sát dấu của vi phân cấp 2 của hàm Larrange tại điểm ( ) :

d ² F = ^¶ ² ^F ( x₀ , y₀ ) dx ² + ^¶ ² ^F ( x₀ , y₀ ) dxdy + ^¶² ^F ( x₀ , y₀ )dy²

¶x ² ¶x¶y ¶y²

trong đó: dx, dy không phải là những giá trị bất kỳ mà phải thỏa điều kiện:

^¶_¶^g_x (x₀ , y₀ )dx + ^¶_¶^g_y (x₀ , y₀ ) dy = 0 với dx ² + dy² ¹ 0

Nếu d ² F kiện. Nếu điều kiện.

0 với mọi giá trị có thể có của dx, dy thì hàm z = f(x,y) đạt cực tiểu có điều d ² F < 0 với mọi giá trị có thể có của dx, dy thì hàm z = f(x,y) đạt cực đại có

Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp việc xét dấu vi phân cấp 2 hơi phức tạp. Khi đó, ta có thể áp dụng kết quả sau: Giả sử ( ) là 1 điểm dừng của hàm Larrange, ứng với giá trị và đặt

A = F_xx^“ ( x₀ , y₀ ); B = F_xy^“ ( x₀ , y₀ ); C = F_yy^“ ( x₀ , y₀ ); D = g ^‘_x ( x₀ , y₀ ); E = g ^‘_y ( x₀ , y₀ )

Khi đó xét: D = –	0	D	E
Khi đó xét: D = –	D	A	B
	E	B	C
Nếu D > 0 thì hàm z = f(x,y) đạt cực tiểu có điều kiện tại (				)
Nếu D < 0 thì hàm z = f(x,y) đạt cực đại có điều kiện tại (				)

Cho hàm số f(x,y) = x² + y – 1. Tìm cực trị của hàm f sao cho thỏa điều kiện x² – y² = 1.

Ta có x² – y² = 1				x² = y² + 1 (*) (x² 1)
Thay (*) vào f(x,y) ta được:
f(y) = y² + y (y				R)
Tập xác định: D = R
Xét f’(y) = 2y + 1 = 0
(	)		(	)



Xét	(	)

Vậy M( , ) là cực tiểu duy nhất của f(x,y) khi y = và x =

Cho hàm số f(x,y,z) xác định trong miền đóng, giới nội V của không gian Oxyz.

Chia miền V thành n miền nhỏ có thể tích là D V₁, …, D V_n. Lấy tùy ý một điểm M_i-(x_i,y_i,z_i) trong miền nhỏ thứ i.

n

Lập tổng: I _n = å f ( x_i , y_i , z_i )DV_i

i=1

Nếu giới hạn

lim I n = n ®+¥

lim I n = I max di ®0

hữu hạn, không phụ thuộc vào cách chia miền V, và

M_i thì f(x,y,z) gọi là khả tích trên miền V, và I gọi là tích phân bội 3 của hàm f trên V, ký

hiệu: I = òòò f ( x, y , z ) dV

V

Tương tự như tích phân kép, ta ký hiệu dxdydz thay cho dV và tích phân bội 3 thường viết: I = òòò f ( x , y , z ) dxdydz (thể tích của V)

V

Chú ý: Nếu f(x,y,z) = 1 thì I = òòò f ( x, y , z ) dV (thể tích của V)

V

^Ø I = òòò Cf (x, y , z ) dV = C òòò f (x, y, z) dV

V V

I = òòò [f (x, y , z ) + g(x, y, z)]dV = òòò f (x, y, z) dV + òòò g ( x, y , z ) dV

V V V

Nếu V = V₁ È V₂ ,V₁ Ç V₂ = Æ thì:

f ( x, y , z ) dV = òòò f ( x , y , z ) dV + òòò f ( x , y , z ) dV

V

^V1

^V2

Nếu f ( x, y, z ) ³ g ( x, y , z ); “( x, y, z ) ÎV thì:

f (x, y, z) dV ³ òòò g ( x, y , z ) dV

V V

Nếu f(x,y,z) liên tục trong miền đóng, bị chặn V thì tồn tại điểm ( x₀ , y₀ , z₀ ) ÎV sao

cho: f ( x₀ , y₀ , z ₀ ) = _V¹ òòò f ( x, y , z ) dV (Đinh lý về giá trị trung bình)

V

^Ø Tích phân bội ba trong hệ tọa độ Descartes

Cho V giới hạn bởi: mặt trên z = j₂ ( x, y) , mặt dưới z = j₁ ( x, y)

Xung quanh mặt trụ có đường sinh song song với trục Oz và đường chuẩn là biên của miền D thuộc mặt phẳng Oxy. (D là hình chiếu của V xuống mặt phẳng Oxy).

	é^j 2	( x , y )	ù
Khi đó: òòò f ( x, y , z ) dxdydz = òò ê		ò	f ( x, y , z )dz ú dxdy
V	ë 1		û
V	D ê j ( x , y )		ú

Nếu miền D = {( x, y ) : a £ x £ b, j₁ ( x ) £ y £ j₂ ( x)}thì:

b j ₂ ( x ) j₂ ( x , y )

òòò f ( x, y , z ) dxdydz = ò dx ò dy ò f (x , y , z ) dz

V a j₁ ( x ) j₁ ( x , y )

Tính tích phân bội ba trong hệ tọa độ trụ:

Tọa độ trụ của điểm M(x,y,z) là bộ ba số ( r , j, z) với của M xuống mặt phẳng Oxy (Hình vẽ)

Ta luôn có: r ³ 0; 0 £ j £ 2p; -¥ < z < +¥

ì x

ï

Mối liên hệ giữa tọa độ Descartes và tọa độ trụ: í y ^ï_î z

( r, j) là tọa độ cực của hình chiếu

r cosj

r sin j

z

Ta có: òòò f (x, y , z ) dxdydz = òòò f (r cosj , r sin j ) rdrd jdz

V V

Tính tích phân bội ba trong hệ tọa độ cầu:

Tọa độ cầu của một điểm M(x,y,z) là bộ ba số ( r, q , j) với r = OM ,q là góc giữa trục Oz và OM , j là góc giữa trục Ox và OM , với M’ là hình chiếu của M xuống mặt phẳng Oxy.

Ta có: Với mọi điểm M trong không gian thì r ³ 0; 0

ì x

ï

Mối liên hệ giữa tọa độ Descartes và tọa độ cầu: í y ^ï_î z

Công thức tính tích phân trong hệ tọa độ cầu:

q £ p ; 0 £ j £ 2p

r sin q cos j

r sin q sin j

r cosq

f (x, y , z ) dxdydz = òòò f (r sinq cosj , r sinq sin j , r cosq ) r ² sinq drdq d j

V V

( ) ∭

Trong đó miền giới hạn là:

·

; z = 0; y = x;

;

_∫√

·

(

) ∫

∫

= D₁ + D₂

Tính D₁

∫∫ (

)

·

∫

(

)

·

( ) ( ) _√ ( ) _√ ( ) _√

Tính D₂

·

∫ ^√

∫

·

∫ ^√

(

)

∫

·

(

)

∫

·

(

)

∫

·

Tính d₁

∫
Đặt x = sint , ( * +) => {
{

·

∫

·

∫

·

)

∫

(

·

(

)

(

)

·

(

)

Tính d₂
∫
Đặt x = sint , ( * +) => {

{

Khi đó:
∫

·

∫

·

∫

·

∫

(

)

·

(

)

(

)

·

(

)

Tính d₃

·

∫

(

)

·

(

)

(

)

(

)

·

(

)

(

)

Suy ra

·

(

)

(

)

√

(

)

√

(

)

√

(

)

(

)

(

)

(

)

·

(

)

(

)

√

(

)

√

(

)

√

(

)

= 0.0887

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

Tiểu luận đường lối cách mạng Đảng

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: TIỂU LUẬN LẬP DỰ ÁN KINH DOANH QUÁN KEM

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/Ti%E1%BB%83u-lu%E1%BA%ADn-%C4%91%C6%B0%E1%BB%9Dng-l%E1%BB%91i-c%C3%A1ch-m%E1%BA%A1ng-%C4%90%E1%BA%A3ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Tiểu luận đường lối cách mạng Đảng

Giai cấp công Việt Nam thật sự đã hình thành từ đầu thế kỷ XX. Nhưng nếu dùng khái niệm chính trị-xã hội học mà Ăng-ghen dùng thì tuy đã thành giai cấp nhưng còn ở bước đầu, giai đoạn “tự mình” hay “tự phát”. Giai cấp công nhân có một sứ mệnh lịch sử vô cùng quan trọng. Ở nước ta, giai cấp công nhân trước hết phải làm cuộc cách mạng dân tộc dân chủ nhân dân. Sứ mênh lịch sử của giai cấp công nhân là phải lãnh đạo cuộc cách mạng đó thông qua đội tiên phong của mình là Đảng Cộng Sản Việt Nam, đấu tranh giành chính quyền, thiết lập nền chuyên chính dân chủ nhân dân. Vậy vì sao nói giai cấp công nhân là giai cấp duy nhất có đủ điều liện lãnh đạo Cách mạng Việt Nam đầu thế kỷ XX là gì và điều kiện quan trọng nhất để giai cấp công nhân Việt Nam lãnh đạo được Cách Mạng là gì? Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu qua phần dưới đây.

Năm 1958, thực dân Pháp nổ súng tấn công xâm lược Việt Nam. Về chính sách cai trị kinh tế, chúng duy trì phương thức sản xuất phong kiến, hạn chế sự ra đời phương thức sản xuất tư bản chủ nghĩa. Về chính sách cai trị chính trị: thực hiện chính sách chia để trị, bóp nghẹt quyền tự do dân chủ của nhân dân Việt Nam, đó là chính sách thực dân kiểu cũ. Về chính sách cai trị văn hoá xã hội: đầu độc nhân dân bằng rượu cồn và thuốc phiện, mở trường học hạn chế và nhỏ giọt. Trước tình hình đó đã dẫn đến những hậu quả về xã hội và giai cấp.

Thay đổi tính chất xã hội Việt Nam biến nước ta từ một nước phong kiến đôc lập thành môt nước thuộc địa, bản chất là thay đổi chủ thể quyền lực chính trị, từ vua quan phong kiến chuyển sang tay thực dân Pháp.
Thay đổi mâu thuẫn cơ bản trong xã hội ngoài giữa nông dân với địa chủ phong kiến, đó là mâu thuẫn về giai cấp, xuất hiện thêm mâu thuẫn giữa toàn thể dân tộc Việt Nam với thực dân Pháp xâm lược, đó là mâu thuẫn dân tộc. Phải nhận thức và giải quyết các mâu thuẫn này sẽ tạo động lực cho Việt Nam phát triển.
Thay đổi kết cấu giai cấp trong xã hội Việt Nam.Trong đó đặc biệt là sự ra đời 2 giai cấp mới là công nhân và tư sản Việt Nam. Mỗi giai cấp có địa vị kinh tế và thái độ chính trị khác nhau do đó có vị trí, vai trò khác nhau đối với sự phát triển của xã hội.

Cơ sở lý luận.

Theo C.Mác và Ăng-ghen thì giai cấp công nhân mang 2 thuộc tính cơ bản là:

Về phương thức lao động, phương thức sản xuất, đó là những người lao động trực tiếp hay gián tiếp vận hành các công cụ có tính chất công nghiệp ngày càng hiện đại và xã hội hoá cao. C.Mác và Ăng-ghen đã nêu: “Các giai cấp khác đều suy tàn và tiêu vong cùng với sự phát triển của đại công nghiệp, còn giai cấp vô sản lại là sản phẩm của bản thân nền đại công nghiệp”.
Về vị trí trong quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa, đó là những người lao động không có tư liệu sản xuất, phải bán sức lao động cho nhà tư bản bóc lột về giá trị thặng dư.

b) Đặc điểm chung của giai cấp công nhân.

        – Là giai cấp của những người lao động sản xuất vật chất là chủ yếu (với trình độ trí tuệ ngày càng cao, đồng thời cũng ngày càng có những sáng chế, phát minh lý thuyết được ứng dụng ngay trong sản xuất). Vì thế, giai cấp công nhân có vai trò quyết định nhất sự tồn tại và phát triển xã hội.
        – Có lợi ích giai cấp đối lập với lợi ích cơ bản của giai cấp tư sản (giai cấp công nhân: xóa bỏ chế độ tư hữu, xóa bỏ áp bức bóc lột, giành chính quyền và làm chủ xã hội. Giai cấp tư sản không bao giờ tự rời bỏ những vấn đề cơ bản đó). Do vậy, giai cấp công nhân có tinh thần cách mạng triệt để.
        – Là “giai cấp dân tộc” – vừa có quan hệ quốc tế, vừa có bản sắc dân tộc và chịu trách nhiệm trước hết với dân tộc mình.
        – Có hệ tư tưởng riêng của giai cấp mình: đó là chủ nghĩa Mác-Lênin phản ánh sứ mệnh lịch sử của giai cấp công nhân , đồng thời hệ tư tưởng đó dẫn dắt quá trình giai cấp công nhân thực hiện sứ mệnh lịch sử của mình nhằm giải phóng xã hội, giải phóng con người. Giai cấp công nhân ở Đảng tiên phong của mình là Đảng Cộng Sản (Đảng Mác-Lênin).
        Bất kỳ giai cấp công nhân nước nào, khi đã có đảng tiên phong của nó, đều có những đặc điểm cơ bản, chung nhất đó. Do vậy, giai cấp công nhân mỗi nước đều là một bộ phận không thể tách rời giai cấp công nhân trên toàn thế giới. Vì vậy chủ nghĩa Mác-Lênin mới có quan điểm đúng đắn về sứ mệnh lịch sử toàn thế giới cùa giai cấp công nhân.
         Từ những đặc điểm vốn có đó, giai cấp công nhân mới có ba tính chất cơ bản là:
a) Tính tổ chức, kỷ luật cao.
b) Tính tiên phong (về phương thức sản xuất, về tư tưởng, về Đảng của nó).
c) Tính triệt để cách mạng.

Do tác động của chính sách khai thác thuộc địa trên quy mô lớn và chính sách thống trị của thực dân Pháp, cơ cấu giai cấp xã hội ở Việt Nam bị phân hóa sâu sắc hơn. Cùng với sự phân hóa của lực lượng xã hội cũ, một số giai cấp mới ra đời và ngày càng phát triển. Mỗi giai cấp có địa vị và quyền lợi khác nhau nên cũng có thái độ, chính trị và khả năng khác nhau trước sự nghiệp giải phóng dân tộc:

Giai cấp địa chủ phong kiến:

+ Vốn là giai cấp thống trị cũ đã đầu hàng, được đế quốc nuôi dưỡng để làm tay sai, chúng ôm chân đế quốc, phản bội dân tộc là chỗ dựa của chủ nghĩa đế quốc, câu kết với đế quốc để cướp đoạt ruộng đất và đàn áp nông dân nên sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, địa chủ phong kiến được tăng cường cả về thế và lực.

+ Bị phân hóa thành ba bộ phận rõ rệt: tiểu địa chủ, trung địa chủ và đại địa chủ ( một số đồng thời là tư sản ). Sinh ra và lớn lên trong một dân tộc có truyền thống yêu nước chống ngoại xâm nên một bộ phận không ít tiểu và trung địa chủ có tinh thần dân tộc chống thực dân Pháp và bọn tay sai phản động, khi có điều kiện có tham gia vào phong trào dân tộc.

Giai cấp nông dân Việt Nam là giai cấp của những người lao động trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp. Giai cấp nông dân là lực lượng đông đảo nhất trong xã hội Việt Nam, bị thực dân và phong kiến áp bức, bóc lột nặng nề. Tình cảnh khốn khổ, bần cùng của giai cấp nông dân Việt Nam đã làm tăng thêm lòng căm thù đế quốc và phong kiến tay sai, làm tăng thêm ý chí cách mạng của họ trong cuộc đấu tranh giành lại ruộng đất và quyền sống, tự do. Tuy nhiên họ là những người tư hữu nhỏ, tư hữu của nông dân không đồng nhất với tư hữu của giai cấp bóc lột. Do phương thức sản xuất phân tán nên nông dân không có sự liên kết chặt chẽ cả vê kinh tế, tư tưởng và tổ chức. Giai cấp nông dân không có hệ tư tưởng độc lập mà tư tưởng của họ phụ thuộc vào hệ tư tưởng của giai cấp thống trị xã hội, không có tổ chức vững mạnh, ít học thức, sống tản mạn nên không thể lãnh đạo được cách mạng. Nếu có một lực lượng tiên tiến dẫn dắt thì họ sẽ trở thành lực lượng chính của cách mạng.
Giai cấp tiểu tư sản thành thị:
+ Cũng tăng lên về số lượng sau chiến tranh. Họ bao gồm những người buôn bán nhỏ, chủ xưởng nhỏ, học sinh, sinh viên, công chức, trí thức, dân nghèo thành thị,…
+ Do bị khinh miệt, bạc đãi, đời sống bấp bênh, họ rất hăng hái cách mạng nhưng dễ hoang mang dao động nên không thể lãnh đạo được cách mạng. Tuy vậy, nhờ được tiếp xúc với các tư tưởng mới nên họ có tinh thần dân tộc, chống thực dân Pháp và tay sai. Đặc biệt, bộ phận học sinh, sinh viên, trí thức rất nhạy cảm với thời cuộc và tha thiết canh tân đất nước nên rất hăng hái tham gia vào các cuộc đấu tranh vì độc lập, tự do của dân tộc.
– Giai cấp tư sản:
+ Ra đời sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, phần đông là những tiểu chủ đứng trung gian thầu khoán, số lượng ít lại bị thực dân Pháp chèn ép, kìm hãm nên thế lực kinh tế nhỏ yếu ( tổng số vốn kinh doanh chỉ bằng 5 % số vốn của tư bản nước ngoài đầu tư vào nước ta lúc bấy giờ ).
+ Bị phân hóa làm hai bộ phận:
Tư sản mại bản có quyền lợi gắn liền với đế quốc nên câu kết chặt chẽ với chính quyền thực dân và là lực lượng cần phải đánh đổ.
• Tư sản dân tộc có lòng yêu nước, muốn phát triển chủ nghĩa tư bản Việt Nam, có khuynh hướng kinh doanh độc lập, có tinh thần chống đế quốc và phong kiến, tán thành độc lập dân tộc nhưng vì kinh tế quá nhỏ yếu, có thái độ không kiên định, dễ thỏa hiệp nên không lãnh đạo được cách mạng, chỉ là một lực lượng nhỏ trong cách mạng dân tộc dân chủ ở nước ta.
=> Nhìn chung, tư sản dân tộc Việt Nam là một giai cấp có khuynh hướng dân tộc và dân chủ. Họ là một lực lượng đóng vai trò đáng kể, một thành phần trong mặt trận đoàn kết dân tộc.
– Giai cấp công nhân:

+ Giai cấp công nhân Việt Nam ra đời từ cuộc khai thác thuộc địa lần thứ nhất của thực dân Pháp, giai cấp công nhân tập trung nhiều ở các thành phố và vùng nhỏ như: Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nam Định, Vinh, Quảng Ninh.

+ Họ có số lượng hết sức đông đảo: trước chiến tranh thế giới thứ nhất, họ có khoảng 10 vạn người. Đến năm 1929, trong các doanh nghiệp của người Pháp ở Đông Dương, chủ yếu là ở Việt Nam, giai cấp công nhân có trên 2 vạn người.
+ Giai cấp công nhân Việt Nam bị ba tầng lớp áp bức bóc lột của đế quốc thực dân, phong kiến và tư bản xứ, chủ yếu là bọn đế quốc thực dân.Đa số công nhân Việt Nam, trực tiếp xuất thân từ giai cấp nông dân, nạn nhân của chính sách chiếm đoạt ruộng đất mà thực dân Pháp thi hành ở Việt Nam. Vì vậy, giai cấp công nhân có quan hệ trực tiếp và chặt chẽ với giai cấp nông dân Họ có quan hệ gắn bó với giai cấp nông dân, có truyền thống yêu nước bất khuất của dân tộc, sớm chịu ảnh hưởng của trào lưu cách mạng vô sản trên thế giới ( cách mạng tháng Mười Nga ). Chính vì vậy, chỉ có họ mới có đủ khả năng lãnh đạo cách mạng Việt Nam và nhanh chóng trở thành lực lượng chính trị độc lập, làm cơ sở vững chức cho phong trào dân tộc theo khuynh hướng xã hội chủ nghĩa.
– Từ sau Chiến tranh thế giới thứ nhất đến cuối những năm 20 của thế kỉ XX, trên đất nước Việt Nam đã diễn ra những biến đổi quan trọng về kinh tế, xã hội, văn hóa, giáo dục và giai cấp. Mâu thuẫn trong xã hội Việt Nam ngày càng sâu sắc, chủ yếu là mâu thuẫn giữa dân tộc Việt Nam với thực dân Pháp và tay sai phản động. Cuộc đấu tranh của nhân ta chống để quốc và tay sai diễn ra ngày càng gay gắt.
– Sự phân hóa giai cấp, đặc biệt là sự ra đời và phát triển của các lực lượng xã hội mới, đã tạo tiền đề cho việc tiếp thu các trào lưu tư tưởng mới, làm cơ sở để hình thành và phát triển các khuynh hướng cách mạng mới ở Việt Nam sau Chiến tranh thế giới thứ nhất.

Giai cấp công nhân Việt Nam sinh ra trong lòng một dân tộc có truyền thống đấu tranh bất khuất chống ngoại xâm. Ở giai cấp công nhân, nỗi nhục mất nước cộng với nỗi khổ vì ách áp bức bóc lột của giai cấp tư sản đế quốc làm cho lợi ích giai cấp và lợi ích dân tộc kết hợp làm một, khiến động cơ cách mạng, nghị lực cách mạng và tính triệt để cách mạng của giai cấp công nhân được nhân lên gấp bội.Giai cấp công nhân ra đời và hình thành trong không khí sôi sục của một loạt phong trào yêu nước và các cuộc khởi nghĩa chống thực dân Pháp liên tục nổ ra từ khi chủ nghĩa đế quốc Pháp đặt chân lên đất nước ta. Điều đó đã có tác dụng to lớn đối với việc cổ vũ tinh thần yêu nước, ý chí bất khuất và quyết tâm đập tan xiềng xích nô lệ của toàn thể nhân dân ta.

Trước sự xâm lược của thực dân Pháp, phong trào đấu tranh giải phóng dân tộc theo khuynh hướng phong kiến và tư sản diễn ra mạnh mẽ. Những phong trào tiêu biểu diễn ra trong thời kỳ này: phong trào Cần Vương, cuộc khởi nghĩa Yên Thế. Thất bại của các phong trào trên đã chứng tỏ giai cấp phong kiến và hệ tư tưởng phong kiến không đủ điều kiện để lãnh đạo phong trào yêu nước.

Các phong trào đấu tranh chống Pháp diễn ra sôi nổi. Mục tiêu của các phong trào đấu tranh ở thời kỳ này đều hướng tới giành độc lập cho dân tộc. Nhưng tất cả các phong trào ấy đều thất bại và sự nghiệp giải phóng dân tộc đều lâm vào tình trạng bế tắc về đường lối. Một số tổ chức chính trị theo lập trường quốc gia tư sản ra đời và đã thể hiện vai trò của mình trong cuộc đấu tranh giành độc lập dân tộc và dân chủ. Nhưng các phong trào và tổ chức trên, do những hạn chế về giai cấp, về đường lối chính trị, hệ thống tổ chức thiếu chặt chẽ, chưa tập hợp được rộng rãi lực lượng của dân tộc, nhất là chưa tập hợp được 2 lực lượng xã hội cơ bản (công nhân và nông dân), nên cuối cùng đã không thành công.

Sự thất bại của các phong trào yêu nước chống thực dân Pháp cuối thế kỷ XIX đầu thế kỷ XX đã chứng tỏ con đường cứu nước theo hệ tư tưởng phong kiến và hệ tư tưởng tư sản đã bế tắc. Cách mạng Việt Nam lâm vào tình trạng khủng hoảng sâu sắc về đường lối, về giai cấp lãnh đạo.

Vào lúc đó, phong trào cộng sản và công nhân thế giới phát triển, cuộc cách mạng tháng Mười Nga bùng nổ, thắng lợi và ảnh hưởng đến phong trào dân tộc dân chủ ở nước khác, nhất là ở Trung Quốc, trong đó có phong trào cách mạng ở nước ta. Tấm gương cách mạng Nga và phong trào cách mạng ở nhiều nước khác đã cổ vũ giai cấp công nhân non trẻ Việt Nam đứng lên nhận lấy sứ mệnh lãnh đạo cách mạng nước ta và đồng thời cũng là chất xúc tác khích lệ nhân dân ta lựa chọn, tiếp nhận con đường cách mạng của chủ nghĩa Mác – Lênin và đi theo con đường cách mạng của giai cấp công nhân Việt Nam là giai cấp duy nhất lãnh đạo cách mạng Việt Nam.

Giai cấp công nhân là giai cấp tiến tiến nhất trong sức sản xuất, gánh trách nhiệm đánh đổ chủ nghĩa tư bản và đế quốc, để gây dựng một xã hội mới, giai cấp công nhân có thể thấm nhuần một tư tưởng cách mạng nhất, tức là chủ nghĩa Mác-Lênin.

Giai cấp công nhân đại diện cho một phương thức sản xuất tiến bộ.

Do địa vị kinh tế – xã hội khách quan, giai cấp công nhân là giai cấp gắn với lực lượng sản xuất tiên tiến nhất dưới chủ nghĩa tư bản, là giai cấp của những người lao động sản xuất vật chất là chủ yếu (với trình độ trí tuệ ngày càng cao, đồng thời cũng ngày càng có những sáng chế, phát minh lý thuyết được ứng dụng ngay trong sản xuất). Vì thế, giai cấp công nhân có vai trò quyết định nhất sự tồn tại và phát triển xã hội.
Và, với tính cách như vậy, nó là lực lượng quyết định phá vỡ quan hệ sản xuất tư bản chủ nghĩa. Sau khi giành chính quyền, giai cấp công nhân, đại biểu cho sự tiến bộ của lịch sử, là người duy nhất có khả năng lãnh đạo xã hội xây dựng một phương thức sản xuất mới cao hơn phương thức sản xuất tư bản chủ nghĩa.

Giai cấp công nhân, con đẻ của nền công nghiệp hiện đại, được rèn luyện trong nền sản xuất tiến bộ, đoàn kết. Về phương thức lao động, phương thức sản xuất, đó là những người lao động trực tiếp hay gián tiếp vận hành các công cụ sản xuất có tính chất công nghiệp ngày càng hiện đại và xã hội hoá cao. Họ đại biểu cho phương thức sản xuất tiên tiến, gắn liền với những thành tựu của khoa học – công nghệ hiện đại. Đó là giai cấp được trang bị bởi lý luận khoa học cách mạng và luôn đi đầu trong phong trào cách mạng theo mục tiêu xoá bỏ xã hội cũ lạc hậu, xây dựng xã hội mới tiến bộ. Nhờ đó có thể tập hợp được đông đảo các giai cấp, tầng lớp khác vào phong trào cách mạng. Hơn nữa đa số công nhân Việt Nam xuất thân từ nông dân lao động và những tầng lớp lao động khác, nên có mối liên hệ tự nhiên với đông đảo nhân dân lao động bị mất nước, sống nô lệ nên cũng là điều kiện thuận lợi để giai cấp công nhân xây dựng nên khối công nông vững chắc và khối đoàn kết dân tộc rộng rãi bảo đảm cho sự lãnh đạo của giai cấp công nhân trong suốt quá trình cách mạng ở nước ta.

Giai cấp công nhân là giai cấp có tính tổ chức, tính kỷ luật, tác phong công nghiệp.

Vì là sản phẩm của nền đại công nghiệp nên giai cấp này được tôi luyện trong môi trường lao động công nghệ ngày càng hiện đại cũng như trong cuộc đấu tranh chống giai cấp phong kiến trước đây cũng như chống giai cấp tư sản ngày nay. Chính điều kiện làm việc ở thành thị và các khu công nghiệp giúp cho giai cấp công nhân mở rộng các quan hệ xã hội, mở mang trí tuệ. Giai cấp công nhân có ý thức tổ chức kỷ luật cao. Môi trường làm việc của giai cấp công nhân là sản xuất tập trung cao và có trình độ kỹ thuật ngày càng hiện đại, có cơ cấu tổ chức ngày càng chặt chẽ, làm việc theo dây chuyền buộc giai cấp công nhân phải luôn tuân thủ nghiêm ngặt kỷ luật lao động. Do yêu cầu của cuộc đấu tranh giai cấp chống lại giai cấp tư sản – là một giai cấp có tiềm lực về kinh tế – kỹ thuật nên giai cấp công nhân phải đấu tranh bằng phẩm chất kỷ luật của mình.

Giai cấp công nhân phát triển cả về số lượng và chất lượng kéo theo sự phát triển của lực lượng sản xuất và tất yếu khách quan sẽ dẫn đến quan hệ sản xuất cũ phải thay đổi để phù hợp với lực lượng sản xuất đã phát triển.

Giai cấp công nhân ra đời trước tư sản Việt Nam.

Đội ngũ công nhân Việt Nam ra đời từ cuộc khai thác thuộc địa lần thứ nhất (1897-1914) của thực dân Pháp. Khu công nghiệp trung ở Hà Nội, Sài Gòn, Hải Phòng, Nam Định, Vinh-Bến Thuỷ, Hòn Gai đã làm cho số công nhân tăng nhanh…Nhiều xí nghiệp tập trung đông công nhân như: Xi măng Hải Phòng có 1.500 người, 3 nhà máy dệt ở Nam Định, Hải Phòng cũng có 1.800 người, các nhà máy xay xát ở Sài Gòn có tới 3.000 người,… Sau khi chiến tranh thế giới lần thứ I kết thúc, thực dân Pháp tiến hành khai thác thuộc địa lần thứ II (1919-1929) nhằm tăng cường vơ vét, bóc lột nhân dân thuộc địa để bù đắp những tổn thất trong chiến tranh. Sự phát triển của một số ngành công nghiệp khai khoáng, dệt, giao thông vận tải, chế biến…dẫn đến số lượng công nhân tăng nhanh

Ra đời trước giai cấp tư sản dân tộc, bị ba tầng áp bức nặng nề, ngay từ khi mới ra đời đã chịu ảnh hưởng của cách mạng tháng 10 Nga, tiếp thu chủ nghĩa Mác – Lênin, không bị ảnh hưởng của các trào lưu tư tưởng tiểu tư sản.

Giai cấp công nhân Việt Nam sinh ra trong lòng một dân tộc có truyền thống đấu tranh bất khuất chống ngoại xâm, trong điều kiện đất nước bị kẻ thù xâm lược, khiến cho ý chí và động cơ cách mạng của giai cấp công nhân Việt Nam được nâng lên gấp bội. Ngay từ khi ra đời, giai cấp công nhân nước ta đã đã anh dũng, kiên cường đấu tranh chống kẻ thù xâm lược. Phong trào đấu tranh của công nhân từng bước trưởng thành, phát triển từ tự phát đến tự giác và không ngừng lớn mạnh. Điều kiện cơ bản và quan trọng nhất để giai cấp công nhân Việt Nam lãnh đạo cách mạng đó là giai cấp công nhân có Đảng và chủ nghĩa Mác – Lênin soi đường, có tinh thần cách mạng triệt để. Giai cấp công nhân xuất thân từ giai cấp nông dân, họ sớm được tiếp thu ánh sáng cách mạng chủ nghĩa Mác-Lênin. Do vậy họ là tầng lớp đại diện cho giai cấp nông dân nhưng tiến bộ hơn về mặt tư duy cách mạng. Đồng thời họ là lực lượng sản xuất chính trong xã hội. Chủ tịch Hồ Chí Minh đánh giá: “Chỉ có giai cấp công nhân là dũng cảm nhất, cách mạng nhất, luôn luôn gan góc đương đầu với bọn đế quốc thực dân. Với lý luận cách mạng tiên phong và kinh nghiệm của phong trào vô sản quốc tế, giai cấp công nhân đã tỏ ra là người lãnh đạo xứng đáng và tin cậy nhất của nhân dân”.Giai cấp công nhân luôn đi đầu trong các cuộc cách mạng và làm cách mạng cho đến khi thắng lợi. Lợi ích cơ bản của giai cấp công nhân đối lập với lợi ích cơ bản của giai cấp tư sản, nhưng phù hợp với lợi ích, khát vọng giải phóng của nhân dân lao động. Do đó giai cấp công nhân càng có đủ điều kiện, khả năng trở thành lực lượng tổ chức lãnh đạo các giai cấp và tầng lớp lao động khác trong công cuộc xoá bỏ áp bức, bóc lột của chủ nghĩa tư bản, xây dựng thành công xã hội xã hội chủ nghĩa và cộng sản chủ nghĩa.

Tóm lại giai cấp công nhân Việt Nam là giai cấp có đủ điều kiện lãnh đạo cách mạng Việt Nam đầu thế kỷ XX. Tuyệt đại bộ phận trong giai cấp là xuất thân từ nông dân lao động và những tầng lớp khác, nên có mối liên hệ tự nhiên với nhân dân lao động bị mất nước, sống nô lệ nên cũng là điều kiện thuận lợi để giai cấp công nhân xây dựng nên khối liên minh công nông vững chắc và khối đoàn kết dân tộc rộng rãi đảm bảo cho sự lãnh đạo của giai cấp công nhân trong suốt quá trình cách mạng ở nước ta. Giai cấp công nhân Việt Nam sớm được giác ngộ cách mạng và thành lập Đảng tiên phong do Hồ Chí Minh – Người đưa chủ nghĩa Mác-Lênin vào Việt Nam. Đó là giai cấp có đủ tư cách đại biểu cho quyền lợi của dân tộc, của nhân dân, có đủ uy tín và năng lực để lãnh đạo cuộc cách mạng dân tộc, dân chủ đi đến thành công.

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

BÀI TẬP LỚN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO TÌM HIỂU GIẢI THUẬT DI TRUYỀN

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ Án Thu Hút Vốn Đầu Tư Trực Tiếp Nước Ngoài Vào Lĩnh Vực Phân Phối Bán Lẻ, Cơ Hội Và Thách Thức 2019

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%80I-T%E1%BA%ACP-L%E1%BB%9AN-TR%C3%8D-TU%E1%BB%86-NH%C3%82N-T%E1%BA%A0O-T%C3%8CM-HI%E1%BB%82U-GI%E1%BA%A2I-THU%E1%BA%ACT-DI-TRUY%E1%BB%80N.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: BÀI TẬP LỚN TRÍ TUỆ NHÂN TẠO TÌM HIỂU GIẢI THUẬT DI TRUYỀN

Trong ngành khoa học máy tính, tìm kiếm lời giải tối ưu cho các bài toán là vấn đề được các nhà khoa học máy tính đặc biệt rất quan tâm.

Mục đích chính của các thuật toán tìm kiếm lời giải là tìm ra lời giải tối ưu nhất cho bài toán trong thời gian nhỏ nhất. Các thuật toán như tìm kiếm không có thông tin / vét cạn ( tìm kiếm trên danh sách, trên cây hoặc đồ thị ) sử dụng phương pháp đơn giản nhất và trực quan nhất hoặc các thuật toán tìm kiếm có thông tin sử dụng heurictics để áp dụng các tri thức về cấu trúc của không gian tìm kiếm nhằm giảm thời gian cần thiết cho việc tìm kiếm được sử dụng nhiều nhưng chỉ với không gian tìm kiếm nhỏ và không hiệu quả khi tìm kiếm trong không gian tìm kiếm lớn.

Tuy nhiên, trong thực tiễn có rất nhiều bài toán tối ưu với không gian tìm kiếm rất lớn cần phải giải quyết. Vì vậy, việc đòi hỏi thuật giải chất lượng cao và sử dụng kỹ thuật trí tuệ nhân tạo đặc biệt rất cần thiết khi giải quyết các bài toán có không gian tìm kiếm lớn. Thuật giải di truyền (genetic algorithm) là một trong những kỹ thuật tìm kiếm lời giải tối ưu đã đáp ứng được yêu cầu của nhiều bài toán và ứng dụng.

Hiện nay, thuật toán di truyền cùng với logic mờ được ứng dụng rất rộng rãi trong các lĩnh vực phức tạp. Thuật toán di truyền kết hợp với logic mờ chứng tỏ được hiệu quả của nó trong các vấn đề khó có thể giải quyết bằng các phương pháp thông thường hay các phương pháp cổ điển, nhất là trong các bài toán cần có sự lượng giá, đánh giá sự tối ưu của kết quả thu được. Chính vì vậy, thuật giải di truyền đã trở thành đề tài nghiên cứu thú vị và đem đến nhiều ứng dụng trong thực tiễn.

Ngày nay, GA được ứng dụng khá nhiều trong các lĩnh vực như khoa học, kinh doanh và giải trí. Đầu tiên phải kể đến là các bài toán tối ưu bao gồm tối ưu số

3

và tối ưu tổ hợp đã sử dụng GA để tìm lời giải như là bài toán người du lịch (Travelling Salesman Problems – TSP). Ứng dụng kế tiếp của GA là thiết kế và điều kiển robo. Hầu hết các nước có ngành CNTT phát triển đã và đang rất quan tâm đến lĩnh vực thiết kế robo nhằm giúp con người tiết kiệm sức lao động và giải phóng con người thoát khỏi các công việc nguy hiểm, đặc biệt hiện nay cuộc thi “Robocon” Châu Á_ Thái Bình Dương được các nước trong khu vực rất quan tâm. Ngoài phần cơ, để robo có thể tiến hành các hoạt động đơn giản nhất như đi, đứng… thì robo cần phải trang bị chương trình được lập trình dựa trên các thuật toán và ngôn ngữ thích hợp. Nhờ vào lịch trình được cài đặt cùng với một trí tuệ nhân tạo…, robo có thể định hướng thực hiện các hoạt động như con người. Tuy nhiên, việc tìm kiếm lời giải tốt nhất cho các hành động của robo không phải là đơn giản. Theo các nhà khoa học máy tính, thuật giải di truyền là một trong những thuật toán tối ưu giúp robo vạch lộ trình khi di chuyển. Với lý do trên, em chọn đề tài: “Thuật giải di truyền và ứng dụng”.

4

Thuật toán di truyền là thuật toán tối ưu ngẫu nhiên dựa trên cơ chế chọn lọc tự nhiên và tiến hóa di truyền. Nguyên lý cơ bản của thuật toán di truyền đã được Holland giới thiệu vào năm 1962. Cơ sở toán học đã được phát triển từ cuối những năm 1960 và đã được giới thiệu trong quyển sách đầu tiên của Holland, Adaptive in Natural and Artificial Systems. Thuật toán di truyền được ứng dụng đầu tiên trong hai lĩnh vực chính: tối ưu hóa và học tập của máy. Trong lĩnh vực tối ưu hóa thuật toán di truyền được phát triển nhanh chóng và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như tối ưu hàm, xử lý ảnh, bài toán hành trình người bán hàng, nhận dạng hệ thống và điều khiển. Thuật toán di truyền cũng như các thuật toán tiến hóa nói chung, hình thành dựa trên quan niệm cho rằng, quá trình tiến hóa tự nhiên là quá trình hoàn hảo nhất, hợp lý nhất và tự nó đã mang tính tối ưu. Quan niệm này có thể xem như một tiên dề dúng, không chứng minh được, nhưng phù hợp với thực tế khách quan. Quá trình tiến hóa thể hiện tính tối ưu ở chỗ, thế hệ sau bao giờ cũng tốt hơn (phát triển hơn, hoàn thiện hơn) thế hệ trước bởi tính kế thừa và dấu tranh sinh tồn.

Thuật toán di truyền gồm có bốn quy luật cơ bản là lai ghép, đột biến, sinh sản và chọn lọc tự nhiên như sau:

5

2.1.1. Quá trình lai ghép (phép lai)

Quá trình này diễn ra bằng cách ghép một hay nhiều đoạn gen từ hai nhiễm sắc thể cha-mẹ để hình thành nhiễm sắc thể mới mang đặc tính của cả cha lẫn mẹ. Phép lai này có thể mô tả như sau: Chọn ngẫu nhiên hai hay nhiều cá thể trong quần thể. Giả sử chuỗi nhiễm sắc thể của cha và mẹ đều có chiều dài là m. Tìm điểm lai bằng cách tạo ngẫu nhiên một con số từ 1 đến m-1. Như vậy, điểm lai này sẽ chia hai chuỗi nhiễm sắc thể cha-mẹ thành hai nhóm nhiễm sắc thể con là m1 và m2. Hai chuỗi nhiễm sắc thể con lúc này sẽ là m11+m22 và m21+m12. Đưa hai chuỗi nhiễm sắc thể con vào quần thể để tiếp tục tham gia quá trình tiến hóa.

2.1.2. Quá trình đột biến (phép đột biến):

Quá trình tiến hóa được gọi là quá trình đột biến khi một hoặc một số tính trạng của con không được thừa hưởng từ hai chuỗi nhiễm sắc thể cha-mẹ. Phép đột biến xảy ra với xác suất thấp hơn rất nhiều lần so với xác suất xảy ra phép lai. Phép đột biến có thể mô tả như sau: Chọn ngẫu nhiên một số k từ khoảng 1 ≥ k ≥ m Thay đổi giá trị của gen thứ k Đưa nhiễm sắc thể con vào quần thể để tham gia quá trình tiến hóa tiếp theo.

2.1.3. Quá trình sinh sản và chọn lọc (phép tái sinh và phép chọn)

Phép tái sinh: là quá trình các cá thể được sao chép dựa trên độ thích nghi của nó. Độ thích nghi là một hàm được gán các giá trị thực cho các cá thể trong quần thể của nó. Phép tái sinh có thể mô phỏng như sau: Tính độ thích nghi của từng cá thể trong quần thể, lập bảng cộng dồn các giá trị thích nghi đó (theo thứ tự gán cho từng cá thể) ta được tổng độ thích nghi. Giả sử quần thể có n cá thể. Gọi độ thích nghi của cá thể thứ i là Fi, tổng dồn thứ i là Ft.Tổng độ thích nghi là Fm Tạo số ngẫu nhiên F có giá trị trong đoạn từ 0 đến Fm Chọn cá thể k đầu tiên thỏa mãn F ≥ Ft đưa vào quần thể của thế hệ mới.

6

Phép chọn: là quá trình loại bỏ các cá thể xấu và để lại những cá thể tốt. Phép chọn được mô tả như sau: Sắp xếp quần thể theo thứ tự độ thích nghi giảm dần Loại bỏ các cá thể cuối dãy, chỉ để lại n cá thể tốt nhất.

Thuật toán di truyền bao gồm các bước sau: Bước 1: Khởi tạo quần thể các nhiễm sắc thể. Bước 2: Xác định giá trị thích nghi của từng nhiễm sắc thể. Bước 3: Sao chép lại các nhiễm sắc thể dựa vào giá trị thích nghi của chúng và tạo ra những nhiễm sắc thể mới bằng các phép toán di truyền. Bước 4: Loại bỏ những thành viên không thích nghi trong quần thể. Bước 5: Chèn những nhiễm sắc thể mới vào quần thể để hình thành

một quần thể mới.

Bước 6: Nếu mục tiêu tìm kiếm đạt được thì dừng lại, nếu không trở lại bước 3.

7

Sơ đồ thuật toán:

Bắt

đầu

Khởi tạo quần thể

Mã hóa các biến

Đánh giá độ thích nghi

Chọn lọc

Lai ghép

Đột biến

Thỏa điều kiện dừng

Không

Thỏa

Kết quả

Kết thúc

8

eval (vi )

Tính độ thích nghi eval(vi)của mỗi nhiễm sắc thể vi(i =1..kích thước quần

thể):

eval	(vi ) =	f (vi )
		åf (vi	Với f(vi) là hàm mục tiêu.
		kichthuocq uanthe
		i =1

Tìm tổng giá trị thích nghi quần thể:

kichthuocq uanthe

F = åeval (vi )

=1

Tính xác suất chọn pi cho mỗi nhiễm sắc thể vi:

^pi ⁼kichthuocq uanthe

åeval (vi )

=1

Tính xác suất tích lũy qi cho mỗi nhiễm sắc thể:

i

qi = åpi

=1

Tiến trình chọn lọc được thực hiện bằng cách quay bánh xe rulet kích thước quần thể lần. Mỗi lần chọn ra một nhiễm sắc thể từ quần thể hiện hành vào quần thể mới theo cách sau: Phát sinh một số ngẫu nhiên r trong khoảng [0, 1] Nếu r < q1thì chọn nhiễm sắc thể v1, ngược lại chọn nhiễm sắc thể vi (2 ≤ i ≤ kích thước quần thể) sao cho qi-1 < r ≤ qi.

9

Tìm đáp số cho phương trình X² = 64. Đây là một bài toán đơn giản để giúp ta có thể hiểu rõ hơn các bước của thuật toán di truyền.

Giải bài toán di truyền theo các bước sau:

Bước 1: Chúng ta sử dụng hệ nhị phân để xây dựng mô hình bài toán.Ta dùng 4 bit nhị phân để mã hóa cho các đáp số của bài toán.Gỉa sử ta không biết đáp số của bài toán, ta sẽ chọn 4 số trong các đáp số có thể có và ký hiệu cho các đáp số đó.

Bảng chọn lựa:

Thứ tự	Nhị phân	Thập phân
1	0 0100	4
2	1 0101	21
3	0 1010	10
4	1 1000	24

Bước 2: Tìm hàm số thích nghi và tính hệ số thích nghi cho từng đáp số.Ta chọn hàm số thích nghi sau: f(X) = 1000 – (X2 – 64). Vậy, đáp số nào có hệ số thích nghi f gần bằng 1000 nhất thì đó là đáp số. Khảo sát kết quả tính được:

Thứ tự	Nhị phân	Thập phân	X2 – 64	Hệ số thích
		(X)		nghi f(x)
1	0 0100	4	– 48	952
2	1 0101	21	377	623
3	0 1010	10	36	964
4	1 1000	24	512	488

10

Bước 3:Ta thấy, hệ số thích nghi của các đáp số vẫn còn cách xa 1000.Do đó, cần tạo ra các đáp số mới bằng cách biến hóa các đáp số cũ. Ta thấy, số 4 và 10 có hệ số thích nghi cao hơn nên được chọn để tạo sinh và biến hóa.Đồng thời số 21 và 24 có hệ số thích nghi thấp sẽ bị loại.

Gỉa sử ta lai ghép hai số 4 và 10 theo hình sau :

Bước 4:Tính hệ số thích nghi cho quần thể mới

Thứ tự	Nhị phân	Thập phân	X2 – 64		Hệ số thích
		(X)			nghi f(x)
1	0 0100	4	– 48		952
2	0 1010	10	36		964
3	0 1000	8	0		1000
4	0 0110	6	28		968
Bước 5:May mắn chúng ta đã tìm được kết quả là X				= 8 với hệ số thích

nghi cao nhất là 1000.

Vậy kết quả của bài toán là X = 8 .

Khai báo: #include “stdio.h” #include”conio.h” #include “stdlib.h” #include “math.h” int CT[10];

int n=4;

int GTTN[10]; int kq;

11

int Max1,Max2;

int Max1moi=0,Max2moi=0;

int A[5],B[5];

Các đoạn code:

Code khởi tạo quần thể: void Taoquanthe(int n)

{

for(int i=0;i<n;i++)

{

printf(“nhap ca the thu %d:”,i); scanf(“%d”,&CT[i]);

}

Code tính giá trị thích nghi của quần thể bằng công thức: F=1000-(x²-64) void Giatrithichnghi(int n)

{

for(int i=0;i<n;i++)

{

int gttn=1000-(CT[i]*CT[i] – 64); GTTN[i]=gttn;

}

12

Code kiểm tra giá trị thích nghi để suy ra kết quả: int Kiemtra(int n)

{

for(int i=0;i<n;i++)

{

if(GTTN[i]==1000) return (CT[i]);

}

return 0;

}

Tìm, chọn lọc cá thể để lai: (sắp xếp mảng giảm dần, lấy hai cá thể đầu tiên để lai với nhau)

void Timcathelai()

{

for(int i=0;i<n;i++) for(int j=i+1;j<n;j++)

{

if(GTTN[i]<GTTN[j])

{

int a=GTTN[i];

GTTN[i]=GTTN[j];

GTTN[j]=a;

}

13

Max1=sqrt(1064-GTTN[0]);

Max2=sqrt(1064-GTTN[1]);

}

Lai cá thể với nhau: (mã hóa cá thể ra nhị phân, thay đổi cấu trúc nhị phân gây đột biến tạo cá thể mới, giải mã cá thể mới về thập phân)

void Laicathe()

{

for (int i=0;i<5;i++)

{

A[i]=0;

B[i]=0;

}

while(Max1!=0)

{

for(int j=0;j<5;j++)

{

A[j]=Max1%2;

Max1=Max1/2;

}

while(Max2!=0)

{

for(int k=0;k<5;k++)

{

B[k]=Max2%2;

Max2=Max2/2;

14

}

for(int l=4;l>1;l–)

{

int b=A[l];

A[l]=B[l];

B[l]=b;

}

for(int m=4;m>=0;m–)

{

Max1moi=Max1moi+A[m]*pow(2,m);

Max2moi=Max2moi+B[m]*pow(2,m);

}

Tạo quần thể mới: (kết hợp các thể mẹ và cá thể con) void Taoquanthemoi()

{

CT[0]=Max1;

CT[1]=Max2;

CT[2]=Max1moi;

CT[3]=Max2moi;

}

Hàm chính:

void main()

{

15

clrscr();

printf(“Giai PT X*X=64, bang thuat toan di truyen”);

printf(“Tao quan the co 4 ca the”);

Taoquanthe(n);

Giatrithichnghi(n);

kq=Kiemtra(n);

while(kq==0)

{

Timcathelai();

Laicathe();

Taoquanthemoi();

Giatrithichnghi(n);

kq=Kiemtra(n);

}

printf(” Ket qua phuong trinh la : %d”,kq);

getch();

}

Trình bày và giới thiệu những khái niệm cơ bản, cơ sở lý thuyết về thuật giải di truyền. Trên cơ sở lý thuyết, đề tài đã cài đặt các phép toán cơ bản của thuật giải di truyền nhằm phục vụ cho việc thực hiện các ứng dụng. Sử dụng các phép toán của thuật giải di truyền để xây dựng ứng dụng cho bài toán người du lịch và bài toán vạch lộ trình đường đi cho robo.

Đề tài chỉ giới thiệu những kiến thức chung nhất về thuật giải di truyền, chưa đi sâu vào các vấn đề nghiên cứu tối ưu khác. Phần ứng dụng vạch lộ trình đường đi cho robo chưa hoàn hảo. Đặc biệt là chưa giải quyết tốt việc robo tránh vật chắn và kích thước quần thể thay đổi.

Thuật toán di truyền đã chứng tỏ tính hữu ích của nó khi được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau của cuộc sống.

Trong lĩnh vực điểu khiển tự động, thuật toán di truyền có thể được sử dụng để xác định thong số tối ưu cho các bộ điều khiển.Thông số bộ điều khiển được mã hóa thành các nhiễm sắc thể, thông qua mô phỏng, các nhiễm sắc thể này được đánh giá và lựa chọn thong qua mức độ thích nghi của chúng (cũng chính là các chỉ tiêu chất lượng của hệ thống). Kết quả của thuật toán sẽ cho một bộ điều khiển có thong số tốt nhất.

Trong y học, cấu trúc của các chất hóa học được mã hóa thành các nhiễm sắc thể hoặc đồ thị.Thuật toán di truyền sẽ lai ghép, lựa chọn để tạo ra các nhiễm sắc

thể mới (các chất hóa học mới). Và trong thực tế đã có rất nhiều loại thuốc mới được tạo ra như vậy.

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

Bài tập lớn môn Điều khiển số Thiết kế theo tiêu chuẩn tích phân số (IAE, ITAE, ISE, ITSE) kết hợp với Dead – Beat khâu điều chỉnh tốc độ động cơ DC Servo Harmonic RHS 17 – 6006

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/B%C3%A0i-t%E1%BA%ADp-l%E1%BB%9Bn-m%C3%B4n-%C4%90i%E1%BB%81u-khi%E1%BB%83n-s%E1%BB%91-Thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-theo-ti%C3%AAu-chu%E1%BA%A9n-t%C3%ADch-ph%C3%A2n-s%E1%BB%91-IAE-ITAE-ISE-ITSE-k%E1%BA%BFt-h%E1%BB%A3p-v%E1%BB%9Bi-Dead-%E2%80%93-Beat-kh%C3%A2u-%C4%91i%E1%BB%81u-ch%E1%BB%89nh-t%E1%BB%91c-%C4%91%E1%BB%99-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1-DC-Servo-Harmonic-RHS-17-%E2%80%93-6006.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Bài tập lớn môn Điều khiển số Thiết kế theo tiêu chuẩn tích phân số (IAE, ITAE, ISE, ITSE) kết hợp với Dead – Beat khâu điều chỉnh tốc độ động cơ DC Servo Harmonic RHS 17 – 6006

Trong những năm gần đây công nghệ thông tin có những bước nhảy vọt, đặc biệt là sự ra đời của máy tính đã tạo cho xã hội một bước phát triển mới, nó ảnh hưởng đến hầu hết các vấn đề của xã hội và trong công nghiệp cũng vậy. Hòa cùng sự phát triển đó, ngày càng nhiều nhà sản xuất đã ứng dụng các họ vi xử lý mạnh vào trong công nghiệp, trong việc điều khiển và xử lý dữ liệu. Những hạn chế của kỹ thuật tương tự như sự trôi thông số, sự làm việc cố định dài hạn, những khó khăn của việc thực hiện chức năng điều khiển phức tạp đã thúc đẩy việc chuyển nhanh công nghệ số. Ngoài ra điều khiển số cho phép tiết kiện linh kiện phần cứng, cho phép tiêu chuẩn hóa. Với cùng một bộ vi xử lý, một cấu trúc phần cứng có thể dùng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Tuy nhiên kỹ thuật số cũng có những nhược điểm như xử lý các tín hiệu rời rạc…, đồng thời tín hiệu tương tự có những ưu điểm mà kỹ thuật số không có như tác động nhanh và liên tục. Vì vậy xu hướng điều khiển hiện nay là phối hợp cả điều khiển số và điều khiển tương tự.

Để nắm vững những kiến thức đã học thì việc nghiên cứu là cần thiết đối với sinh viên. Bài tập lớn Môn “Điều khiển số” đã giúp em biết thêm được rất nhiều về cả kiến thức lẫn kinh nghiệm. Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Văn Tiến em đã thực hiện xong bài tập “Thiết kế theo tiêu chuẩn tích phân số (IAE, ITAE, ISE, ITSE) kết hợp với Dead – Beat khâu điều chỉnh tốc độ động cơ DC Servo Harmonic RHS 17 – 6006”. Do kiến thức còn hạn chế nên bài tập còn có nhiều sai sót, nên em mong nhận được sự bổ sung của các thầy, cô và các bạn!

Là động cơ cho phép điều khiển vô cấp tốc độ.

Điều khiển động cơ DC (DC Motor) là một ứng dụng thuộc dạng cơ bản nhất của điều khiển tự động vì DC Motor là cơ cấu chấp hành (actuator) được dùng nhiều nhất trong các hệ thống tự động (ví dụ robot). DC servo motor là động cơ DC có bộ điều khiển hồi tiếp.

Mặt khác, động cơ servo được thiết kế cho những hệ thống hồi tiếp vòng kín. Tín hiệu ra của động cơ được nối với một mạch điều khiển. Khi động cơ quay, vận tốc và vị trí sẽ được hồi tiếp về mạch điều khiển này. Nếu có bất kỳ lý do nào ngăn cản chuyển động quay của động cơ, cơ cấu hồi tiếp sẽ nhận thấy tín hiệu ra chưa đạt được vị trí mong muốn. Mạch điều khiển tiếp tục chỉnh sai lệch cho động cơ đạt được điểm chính xác.

Động cơ servo có nhiều kiểu dáng và kích thước, được sử dụng trong nhiều máy khác nhau, từ máy tiện điều khiển bằng máy tính cho đến các mô hình máy bay, ô tô. Ứng dụng mới nhất cho động cơ servo là dùng trong Robot, cùng loại với các động cơ dùng trong mô hình máy bay và ô tô.

Cấu tạo động cơ Servo:

Hình 1.1: Cấu tạo động cơ servo

1, Động cơ ; 2, Bản mạch

3, dây dương nguồn ; 4, Dây tín hiệu

5, Dây âm nguồn ; 6, Điện thế kế

7, Đầu ra (bánh răng) ; 8, Cơ cấu chấp hành

9, Vỏ ; 10, Chíp điều khiển

Động cơ DC Servo Harmonic là loại động cơ bước nhỏ, được sử dụng trong công nghiệp, khả năng điều khiển chuyển động và momen xoắn với độ chính xác cao. Động cơ có hộp số cho momen xoắn cao, độ cứng xoắn cao và hiệu suất cao. Do đó mà nó được sử dụng trong các robot công nghiệp và tự động hóa.

Hình 1.2: Đặc tính tải của động cơ

Thông số kỹ thuật động cơ:

Thông số	Đơn vị	Động cơ RHS 17 – 6006
Công suất đầu ra (sau hộp số)	W	65
Điện áp định mức	V	75
Dòng điện định mức	A	1.7
Mômen định mức T_N	In-lb	87
Mômen định mức T_N	Nm	98
Tốc độ định mức n_N	rpm	60
Mômen hãm liên tục	In-lb	100
Mômen hãm liên tục	Nm	11
Dòng đỉnh	A	43
Mômen cực đại đầu ra T_m	In-lb	300
Mômen cực đại đầu ra T_m	Nm	34
Tốc độ cực đại	rpm	80
Hằng số mômen (K_T)	In-lb/A	85
Hằng số mômen (K_T)	Nm/A	9.6
Hằng số điện B.E.M.F ( ảnh hưởng của tốc độ đến sđđ phần ứng )(Kb)	v/rpm	1.0
Mô men quán tính (J)	In-bl –sec²	0.79
Mô men quán tính (J)	Kgm²	0.089
Hằng số thời gian cơ khí	ms	4.7
Độ dốc đặc tính cơ	In-lb/rpm	18
Độ dốc đặc tính cơ	Nm/rpm	2.1
Hệ số momen nhớt ( Bf)	In-lb/rpm	0.48
Hệ số momen nhớt ( Bf)	Nm/rpm	5.4*10^-2
Tỷ số truyền	1:R	1:50
Tải trọng hướng tâm	lb	176
Tải trọng hướng tâm	N	784
Tải trọng hướng trục	lb	176
Tải trọng hướng trục	N	784
Công suất động cơ	W	100
Tốc độ định mức động cơ	rpm	3000
Điện trở phần ứng	Ω	4.8
Điện cảm phần ứng	mH	2.3
Dòng thời gian liên tục	ms	0.5
Dòng khởi động	A	0.36
Dòng không tải	A	0.7

Hình 2.1: Cấu trúc điều khiển số tốc độ động cơ phản hồi tốc độ từ Encoder

DC Servo Harmonic RHS 32-3018 có các tham số chính:

R_ư= 4.8 Ω

L_ư = 2.3 mH

K_T = 9.6 Nm/A

K_e = 1 V/rpm

Bf = 5.4*10^-2 Nm/rpm

J = 0.089 Kgm²

M_C= 5.9 Nm

N_đm = 3000 rpm

Mô phỏng động cơ trên miền thời gian liên tục

Hình 2.2. Cấu trúc động cơ DC servo

Kết quả mô phỏng DC servo Harmonic RHS 17 – 6006 với điện áp định mức 75 V

Khi không có Mc :

Hình 2.3. Đặc tính tốc độ động cơ không tải.

Hình 2.4. Đặt tính dòng điện động cơ

Khi có Mc

Hình 2.5. Đặc tính tốc độ động cơ

Hình 2.6. Đặt tính dòng điện động cơ

Nhận xét: Đáp ứng đầu ra đúng theo giá trị đặt. Khi có Mc tốc độ giảm, dòng điện tăng

Mô phỏng động cơ trên miền thời gian gián đoạn

>> g1= tf(1,[2.3*10^-3 4.8])

>> G2=9.6

>> g3=tf(1, [0.089 5.4*10^-2])

>> G4=1

>> G0=G1*G2*G3

>> Gk=feedback(G0,g4)

>> Gz=c2d(Gk,0.01,’zoh’)

>> step(75*Gz)

Hình 2.7. Đặc tính ra với chu kì trích mẫu T=0.01.

Hình 2.8. Đặc tính ra với chu kì trích mẫu T=0.05.

Nhận xét: Khi tăng chu kỳ trích mẫu lớn hớn đáp ứng đầu ra nhanh hơn tuy nhiên là dạng đáp ứng không mịn.

Thực hiện trên Matlab

>> g1i=tf(1,[0.05 1]);

>> g2i=tf(1,[2.3*10^-3 4.8]);

>> g0i=g1i*g2i;

>> gki=feedback(g0i,1)

>> gzi=c2d(gki,0.01,’zoh’) ;

Ta được hàm gzi như sau :

Sampling time: 0.01chia cả 2 vế cho ta được

Theo phương pháp Dead – Beat

Chọn hàm L(z^-1) = l₀ =

Hình 2.10. Cấu trúc bộ điều khiển dòng

Kết quả mô phỏng.

Hình 2.11. Dạng đáp ứng dòng điện.

Sử dụng Matlab để tính toán:

>> g1w=9.6;

>> g2w=tf(1, [0.089 5.4*10^-2])

>> g2w=tf(1, [0.089 5.4*10^-2]);

>> g0w=g1w*g2w;

>> gkw=feedback(g0w,1) ;

>> gzw=c2d(gkw,0.01,’zoh’)

Transfer function:

0.6583

———–

z – 0.338

Sampling time: 0.01

>> gzw1=filt(0.6583,[1 -0.338],0.01)

Transfer function:

0.6583z^-1

——————–

1 – 0.338 z^-1

Sampling time: 0.01

Áp dụng phương pháp tính bộ điều khiển theo tiêu chuẩn tích phân:

Hàm truyền bộ điều khiển có dạng :

Chọn r₀ = U_max = 75 ;

P= -1 để có khâu tích phân trong bộ điều khiển

r1<= – r0(1-r0*b1)

r1<= – 75*(1-75*0.6583)

® r1 = -75

e0 = 1

e1 = 1-75*0.003948= 0.7039

e2 = 2.1992-0.003948*r1

I_Q= e₀² +e₁² +e₂²=6.33195-0.01736*r1+1.55867*10^-5*r1^2

Ta chọn được r1=-70.547

Ta có bộ điều khiển tốc độ như sau :

Ta có sơ đồ mô phỏng mạch vòng tốc độ như sau

Hình 2.12. sơ đồ mô phỏng mạch vòng tốc độ

Hình 2.13. Đáp ứng của tốc độ trên miền gián đoạn.

Sau một kì học em đã hoàn thành bài tập lớn của môn học điều khiển số. Kết quả đạt được:

– Biết cách thiết kế bộ điều khiển số

– Hiểu sau về động cơ Servo

Một số điểm chưa đạt được: bộ điều khiển chưa tối ưu, tín hiệu ra chưa át với tín hiêuk đặt.

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn cấp cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-t%E1%BB%91t-nghi%E1%BB%87p-T%C3%ACm-hi%E1%BB%83u-v%E1%BB%81-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1-%C4%91i%E1%BB%87n-m%E1%BB%99t-chi%E1%BB%81u.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án tốt nghiệp Tìm hiểu về động cơ điện một chiều

Đồ án tốt nghiệp.

CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn được coi là một loại máy quan trọng. 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 có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy được dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải…

Động cơ điện được phân loại theo cách kích thích từ, thành các động cơ kích thích độc lập, kích thích song song, kích thích nối tiếp và kích thích hỗn hợp. Cần chú ý rằng ở động cơ kích thích độc lập I_ư= I; ở động cơ kích thích song song và hỗn hợp I = I_ư + I_t; ở động cơ điện kích thích nối tiếp I = I_ư = I_t.

Trên thực tế, đặc tính cơ của động cơ kích thích độc lập và kích thích song song hầu như giống nhau nhưng khi cần công suất lớn ngừơi ta thường dùng động cơ điện kích thích độc lập để điều chỉnh dòng điện kích thích được thuận lợi và kinh tế hơn mặc dù loại động cơ này đòi hỏi phải có thêm nguồn điện phụ bên ngoài. Ngoài ra, khác với trường hợp máy phát kích thích nối tiếp, động cơ điện nối tiếp được dùng rất nhiều, chủ yếu trong ngành kéo tải bằng điện.

Kết cấu chủ yếu của động cơ điện một chiều như hình vẽ 1.1 và có thể chia

làm hai phần chính là phần tĩnh và phần quay.

Các thành phần :

Bearing : Vòng bi

Commutator : Cổ góp

1

Đồ án tốt nghiệp.

Armature core : Cuộn dây phần ứng

Shaft : Trục quay.

Magnet :Nam châm

Trôc quay

§ai kho¸1

Nam ch©m

Cuén d©y phÇn øng

§ai kho¸ 2

Cæ gãp

Vßng bi

Hình 1.1 Sơ đồ mặt cắt ngang và dọc của động cơ một chiều.

a). Phần tĩnh (stato).

2

Đồ án tốt nghiệp.

Stato

Roto

Đây là phần đứng yên của máy. Phần tĩnh gồm có các bộ phận sau:

Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0.5 đến 1 mm ép lại và tán chặt. Trong máy điện nhỏ có thể dùng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ đặt trên các cực từ này và được nối nối tiếp với nhau.

Cực từ phụ: được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi thép của cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.

Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy. Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép dúc. Có khi trong máy điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.

3

Đồ án tốt nghiệp.

Ngoài ra còn có các bộ phận khác như: Nắp máy để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Cơ cấu chổi than để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. b). Phần quay (rôto).

Gồm có những bộ phận sau:

Lõi sắt phần ứng: dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện (thép hợp kim silic) dày 0.5 mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm hao tổn do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào. Trong những máy cỡ trung trở lên, người ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lại thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió dọc trục.

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo rôto.

Trong những máy điện hơi lớn thì lõi sắt thường được chia làm từng đoạn nhỏ. Giữa các đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe thông gió ngang trục. Khi máy làm việc, gió thổi qua các khe làm nguội dây quấn và lõi sắt. Trong máy điện nhỏ lõi sắt phần ứng được ép trực tiếp vào trục. Trong máy điện lớn, giữa trục

4

Đồ án tốt nghiệp.

và lõi sắt có đặt giá rôto. Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng rôto.

Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra s.đ.đ và có dòng điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện. Trong máy điện nhỏ (công suất dưới vài kilôoat ) thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn, thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.

Để tránh khi quay bị văng ra do sức ly tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để đè chặt hoặc phải đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakilit.

Cổ góp: dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. Kết cấu của cổ góp gồm nhiều phiến đồng có duôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0.4 đến 1.2 mm và hợp thành một hình trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao hơn một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp dược dễ dàng.

Các bộ phận khác như: Cánh quạt để quạt gió làm nguội máy. Trục máy để đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi.

Động cơ điện một chiều thực chất là máy điện đồng bộ trong đó s.đ.đ xoay chiều được chỉnh lưu thành s.đ.đ một chiều. Để chỉnh lưu s.đ.đ ta có hai đầu vòng dây được nối với hai phiến góp trên có hai chổi điện luôn tỳ sát vào chúng. Khi rôto quay, do chổi điện luôn tiếp xúc với phiến góp nối với thanh dẫn. Vì vậy s.đ.đ xoay chiều trong vòng dây đã được chỉnh lưu ở mạch ngoài thành s.đ.đ và dòng điện một chiều nhờ hệ thống vành góp và chổi điện. Để s.đ.đ một chiều giữa các chổi điện có trị số lớn và ít đập mạch, dây quấn rôto thường có nhiều vòng dây nối với nhiều phiến góp làm thành dây quấn phần ứng và có cổ góp điện (còn gọi là cổ góp hoặc vành đổi chiều).

Đồ án tốt nghiệp.

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn điện độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

+	U_ư	_
+		^Rf
		^Rf
	E	^Rkt
I	^Ckt	^Rkt

_

^Ukt

Hình 1.3 Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ độc lập.

Theo sơ đồ trên có thể viết phương trình cân bằng điện áp mạch phần ứng như sau:

U_ư =E_ư+(R_ư + R_f)I_ư

(1-1).

Trong đó: U_ư– điện áp phần ứng, V.

E_ư– sức điện động phần ứng, V

R_ư– điện trở của mạch phần ứng, Ω

R_f– điện trở phụ trong mạch phần ứng, Ω

I_ư– dòng điện mạch phần ứng, A

Với R_ư = r_ư + r_cf + r_b + r_ct

r_ư – điện trở cuộn dây phần ứng

r_cf – điện trở cuộn cực từ phụ

r_b – điện trở cuộn bù

r_ct – điện trở tiếp xúc của chổi điện

Sức điện động E_ư của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức:

Đồ án tốt nghiệp.

E_ư =	pN	Φω = KΦω	(1-2).
	2πa

Trong đó: p – số đôi cực từ chính

N – số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng

– số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng Φ – từ thông kích từ dưới một cực từ, W_b

ω – tốc độ góc, rad/s

K =	pN	là hệ số cấu tạo của động cơ
	2πa

Từ (1-1) và (1-2) ta có:

ω =	U	u	–	R_u + R _f	I_ư	(1-3).
	Kφ			Kφ

Biểu thức (1-3) là phương trình đặc tính cơ điện của động cơ

Mặt khác Mômen điện từ M_đt của động cơ được xác định bởi:

M_đ=KΦI_ư (1-4).

_{Suy ra: I}ư = ^M dt

Kφ

Thay giá trị I_ư vào (1-3) ta được:

_ω₌ ^U u _–^Ru ⁺ ^R f _M

Kφ (Kφ)² _đt

Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen điện từ, ta ký hiệu là M. nghĩa là M_đt

_ω₌ ^U u _–^Ru ⁺ ^R f _M

Kφ (Kφ)²

(1-5).

mômen cơ trên trục động cơ bằng

M_cơ = M. (1-6).

đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Giả thiết phản ứng được bù đủ, từ thông Φ = const, thì các phương trình đặc

tính cơ điện (1-3) và phương trình đặc tính cơ (1-6) là tuyến tính. Đồ thị của chúng được biểu diễn trên là những đường thẳng hàng.

7

Đồ án tốt nghiệp.

	ω
ω	ω0
0
ωđm	ωđm

				Mđm	M
	Iđm	In	I	Mđm	M
	Iđm	In	I

Hình 1.4 Đặc tinh cơ điện của động cơ				Hình 1.5 Đặc tính cơ của điện một
chiều kích từ độc lập.				động cơ điện một chiều kích
				từ độc lập

Điều chỉnh tốc độ động cơ là dùng các biện pháp nhân tạo để thay đổi các thông số nguồn như điện áp hay các thông số mạch như điện trở phụ, thay đổi từ thông… Từ đó tạo ra các đặc tính cơ mới để có những tốc độ làm việc mới phù hợp với yêu cầu.

Thực tế có 2 phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều là:

+Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ.

+ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.

Cấu trúc phần mạch lực của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bao giờ cũng có bộ biến đổi. Các bộ biến đổi này cấp điện áp và dòng điện cho mạch phần ứng động cơ hoặc mạch kích từ động cơ.

Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn so với loại động cơ khác, không những có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn, đồng thời đạt chất lượng điều chỉnh cao trong giải điều chỉnh tốc độ rộng.

Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ điện một chiều cần có thiết bị nguồn như máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển… Các thiết bị này có chức năng biến năng lượng xoay chiều thành một chiều có sức điện động E_b điều chỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển U_đk. Vì là nguồn có công suất hữu hạn so với động cơ nên các bộ biến đổi này có điện trở trong R_b và điện cảm L_b khác 0.

	Lk		R_b	I	Rưđ

Uđk	BBĐ	_Đ CKĐ	E_b(U_đk)		E_ư

Hình 2.1 Sơ đồ khối và sơ đồ thay thế ở chế độ xác lập.

9

Đồ án tốt nghiệp.

chế độ xác lập có thể viết được phương trình đặc tính của hệ thống như

sau:

E_b + E_ư = I_ư ( R_b + R_ưđ )
ω =	^Eb	− −	R_b + R_ud	I_u	( 2- 1 ).

	Kφ_dm		Kφ_dm

= ω₀( U_đk) – ^M_β

Vì từ thông của động cơ được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lý tưởng thì tuỳ thuộc vào giá trị điện áp điều khiển U_đk của hệ thống, do đó có thể nói phương pháp điều chỉnh này là triệt để.

Để xác định giải điều chỉnh tốc độ ta để ý rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đường đặc tính cơ cơ bản, là đặc tính ứng với điện áp phần ứng định mức và từ thông cũng được giữ ở gía trị định mức. Tốc độ nhỏ nhất của giải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về mômen khởi động. Khi mômen tải là định mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tốc độ là:

ωmax = ω0 max –		^M dm		( 2-2 ).
			β


ωmin = ω0 min –	^M dm
		β
		β

Để thoã mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh phải có mômen ngắn mạch là:

Mn.m min = Mc max = KM. Mđm

Trong đó K_M là hệ số quá tải về mômen. Vì họ đặc tính cơ là những đường thẳng song song nhau, nên theo định nghĩa về độ cứng đặc tính cơ ta.

10

Đồ án tốt nghiệp.

ωmin = ( Mn.m min – Mđm )

1

=

^M dm

( K _M − 1 )

β

^ω0 max ⁻

^M dm

^ω0 max ^.

β

− 1

β

D =

=

^M dm

(2- 3).

( K _M −1)

^M dm

K _M − 1

β

ω

^ω0 max

^ωmax

ωđk1

^ω0 min

ωđk2

^ωmin

M,I

Mđm

^Mnm min

Hình 2-2 Xác định phạm vi điều chỉnh.

Với một cơ cấu máy cụ thể thì các giá trị ω_{0 max}, M_đm, K_M là xác định, vì vậy phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng β. Khi điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ bằng các thiết bị nguồn điều chỉnh thì điện trở tổng mạch phần ứng gấp khoảng hai lần điện trở phần ứng động cơ. Do đó có thể tính sơ bộ được:

ω0 max .		β	≤ 10.
		β


	^M dm

Vì thế tải có đặc tính mômen không đổi thì giá trị phạm vi điều chỉnh tốc độ cũng không vượt quá 10. Đối với các máy có yêu cầu cao về dải điều chỉnh và độ chính xác duy trì tốc độ làm việc thì việc sử dụng các hệ thống “ hở ‘’ như trên là không thoả mãn được.

11

Đồ án tốt nghiệp.

Trong phạm vi phụ tải cho phép có thể coi các đặc tính cơ tĩnh của truyền động một chiều kích từ độc lập là tuyến tính. Khi điều chỉnh điện áp phần ứng thì độ cứng các đặc tính cơ trong toàn giải điều chỉnh là như nhau, do đó độ sụt tốc độ tương đối sẽ đạt giá trị lớn nhất tại đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh. Hay nói cách khác nếu đặc tính cơ thấp nhất của giải điều chỉnh mà sai số tốc độ không vượt quá giá trị sai số tốc độ cho phép, thì hệ truyền động xẽ làm việc với sai số luôn nhỏ hơn sai số cho phép trong toàn bộ dải điều chỉnh. Sai số tương đối của tốc độ ở đặc tính cơ thấp nhất là:

S =	^ω0 min ^−ωmin					=		ω
	^ω0 min ^−ωmin							ω
			ω	0 min			ω	0 min
				0 min				0 min
S =		^M dm			^≤ ^Scp			( 2- 4 ).
		β	^.^ω0 min
		β	^.^ω0 min

Với các giá trị M_đm, ω_{0 min}, S_cp là xác định lên có thể tính được giá trị tối thiểu của độ cứng đặc tính cơ sao cho sai số không vượt quá giá trị cho phép. Để làm việc này trong đa số các trường hợp cần xây dựng hệ truyền động điện kiểu vòng kín.

Trong suốt qua trình điều chỉnh điện áp phần ứng thì từ thông kích từ được giữ nguyên, do đó mômen tải cho phép của hệ sẽ là không đổi:

Mc.cp = Kφđm.Iđm = Mđm

Phạm vi điều chỉnh tốc độ và mômen nằm trong hình chữ nhật bao bởi các đường thẳng ω = ω_đm, M = M_đm và các trục toạ độ. Tổn hao năng lượng chính là tổn hao trong mạch phần ứng nếu bỏ qua các tổn hao không đổi trong hệ.

E_b = E_ư + I_ư ( R_b + R_ưđ )

I_ư E_b = I_ư E_ư + I² ( R_b + R_ưđ )

12

Đồ án tốt nghiệp.

Nếu đặt R_b + R_ưđ = R thì hiệu suất biến đổi năng lượng của hệ sẽ là:

η_ư =		I_u E_u	=		ω
η_ư =	I_u E_u + I_u² R		=	ω +	MR
				ω +	( Kφdm)²
η_ư =		ω^∗
η_ư =		_ω∗ ₊ _R∗ _.(_ω∗ )^x ⁻¹

Khi làm việc ở chế độ xác lập ta có mômen do động cơ sinh ra đúng bằng mômen tải trên trục M^* = M^*_c và gần đúng coi đặc tính cơ của phụ tải là M^* = (ω^*)^x thì:

η_ư =	ω^∗	(2- 5).
	_ω∗ ₊ _R∗ (_ω∗ )^x ⁻¹

ω ω

ωđm 1

Mđ M 1 η_ư

Hình 2-3: Quan hệ giữa hiệu suất truyền động

và tốc độ với các loại tải khác nhau.

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là rất thích hợp trong trường hợp mômen tải là hằng số trong toàn giải điều chỉnh. Cũng thấy rằng không nên nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng vì như vậy sẽ làm giảm đáng kể hiệu suất của hệ.

13

Đồ án tốt nghiệp.

Ưu điểm: Đây là phương pháp điều chỉnh triệt để, vô cấp có nghĩa là có thể điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả ở không tải lý tưởng.

Nhược điểm: Phải có bộ nguồn có điện áp thay đổi nên vốn đầu tư cơ bản lớn và chi phí vận hành cao.

Điều chỉnh từ thông kích từ của động cơ điện một chiều là điều chỉnh mômen điện từ của động cơ M = KφI_ư và sức điện động quay của động cơ E_ư = Kφω. Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến, vì vậy hệ điều chỉnh từ thông cũng là hệ phi tuyến:

i_K =		e_K	+ ω_K	dφ	( 2- 6 ).
i_K =	r	+ r	+ ω_K	dt	( 2- 6 ).
	b	K

trong đó: r_K – điện trở đây quấn kích thích

r_b – điện trở của nguồn điện áp kích thích

ω_K – số vòng dây của dây quấn kích thích

Trong chế độ xác lập ta có hệ:

i_K =		^eK	; φ = f[i_K]
i_K =	r	+ r	; φ = f[i_K]
	b	K

Thường khi điều chỉnh từ thông thì điện áp phần ứng được giữ nguyên bằng giá trị định mức, do đó đặc tính cơ thấp nhất trong vùng điều chỉnh từ thông chính là đặc tính có điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức và được gọi là đặc tính cơ bản ( đôi khi chính là đặc tính cơ tự nhiên của động cơ ). Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện. Khi giảm từ thông để tăng tốc độ quay của động cơ thì

Đồ án tốt nghiệp.

đồng thời điều kiện chuyển mạch của cổ góp cũng bị xấu đi, vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì cần phải giảm dòng điện phần ứng cho phép, kết quả là mômen cho phép trên trục động cơ giảm rất nhanh. Ngay cả khi giữ nguyên dòng điện phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ cũng giảm rất nhanh khi giảm từ thông kích thích:

β_φ =	( Kφ )²	hay β^* = ( φ^* )²
	R_u
				ω
					^ωmax
	i_k		I	+
	i_k			+
^U dkφ	^rbk	r_k	E
	^Lk		E
	^Lk	w_k		–
		w_k

	a)			0	M_đm M
	a)				M_đm M
					b)

I_k w_k

L_k(u_đk φ )	φ

0

c)

Hình 2- 4 Sơ đồ thay thế (a) Đặc tính điều chỉnh khi điều chỉnh từ thông động cơ (b) Quan hệ φ(i_kt), (c) .

Do điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm từ thông nên đối với các động cơ mà từ thông định mức nằm ở chỗ tiếp giáp giữa vùng tuyến tính và vùng bão hào của đặc tính từ hoá thì có thể coi việc điều chỉnh là tuyến tính và hằng số C phụ thuộc vào thông số kết cấu của máy điện:

15

Đồ án tốt nghiệp.

φ = ci_K =		c	e_K
φ = ci_K =	r	+ r	e_K
	b	K

Nhận xét: Phương pháp điều chỉnh bằng cách thay đổi từ thông có thể diều chỉnh tốc độ vô cấp và cho những tốc độ lớn hơn tốc độ cơ bản n_cb. Phương pháp này được dùng để điều chỉnh tốc độ cho các máy mài vạn năng hoặc là máy bào giường. Do quá trình điều chỉnh tốc độ được thực hiện trên mạch kích từ nên tổn thất năng lượng ít, mang tính kinh tế, thiết bị đơn giản.

Kết luận:

Từ những ưu, nhược điểm của hai phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều ta vừa xét ở trên thì ta thấy phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bằng phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ là thích hợp hơn.

Chọn truyền động Tiristo – động cơ điện một chiều (T- Đ) có đảo chiều quay.

Do chỉnh lưu tiristo dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển được khi

mở, còn khoá theo điện áp lưới cho nên truyền động van thực hiện đảo chiều

khó khăn và phức tạp hơn truyền động máy phát động cơ. Cấu trúc mạch lực

cũng như mạch điều khiển hệ truyền động T- Đ đảo chiều có yêu cầu đảo chiều

cao và có logic điều khiển chặt chẽ.

Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động (T- Đ) đảo chiều:

+ Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động

cơ.

Giữ nguyên chiều dòng điện kích từ và đảo chiều dòng điện phần ứng. Trong thực tế, các sơ đồ truyền động (T- Đ) đảo chiều có nhiều song đều

thực hiện theo một trong hai nguyên tắc trên và được phân ra thành các loại sơ đồ chính sau:

16

Đồ án tốt nghiệp.

Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng (Φ = const). Hệ này có ưu điểm dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiều thấp:

Hình 2- 4 Sơ đồ truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều bằng công tắc tơ chuyển mạch ở phần ứng.

Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ. Loại này dùng cho công suất lớn, ít thực hiện đảo chiều:

Hình 2- 5 Sơ đồ truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ.

Truyền động dùng hai bộ biến đổi, cấp cho phần ứng điều khiển riêng, hai bộ điều chỉnh làm việc riêng rẽ với nhau. Tại một thời điểm chỉ phát xung mở một bộ còn bộ kia khoá hoàn toàn. Sơ đồ này dùng cho mọi giải công suất và có khả năng đảo chiều với tần số lớn:

17

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 2- 6 Sơ đồ truyền động hai bộ biến đổi, cấp cho phần ứng điều khiển riêng, hai bộ điều chỉnh làm việc riêng rẽ với nhau.

Truyền động dùng hai bộ biến đổi đấu nối song song ngược điều khiển chung. Sơ đồ này dùng cho mọi dải công suất vừa và lớn, thực hiện việc đảo chiều êm nhưng có nhược điểm kích thước cồng kềnh, vốn đầu tư lớn, tổn thất lớn.

Hình 2- 7 Sơ đồ truyền động hai bộ biến đổi đấu nối song song ngược điều khiển chung.

Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung. Dùng cho dải công suất vừa và lớn có tần số đảo chiều cao.

18

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 2- 8 Sơ đồ truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ đồ chéo điều khiển chung.

Về nguyên tắc xây dựng mạch điều khiển, có thể chia làm hai loại chính:

điều khiển riêng và điều khiển chung.

Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn bộ kia bị khoá do không có xung điều khiển. Hệ có hai bộ biến đổi là BĐ1 và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tương ứng là FX1 và FX2, trật tự hoạt động của các bộ phát xung này được quy định bởi các tín hiệu logic b1 và b2. Quá trình hãm và đảo chiều được mô tả bằng đồ thị thời gian. Trong khoảng thời gian 0 ÷ t₁, BĐ1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu với góc α₁< π/2 còn BĐ2 khoá. Tại t₁ phát lệnh đảo chiều bởi i_Lđ, góc điều khiển α₁ tăng đột biến lớn hơn π/2, dòng phần ứng giảm dần về không, lúc này cắt xung điều khiển để khoá BĐ1, thời điểm t₂ được xác định bởi cảm biến dòng điện không SI1. Trong khoảng thời gian trễ τ

t₃÷ t₂, BĐ1 bị khoá hoàn toàn, dòng điện phần ứng bị triệt tiêu. Tại t₃, s.đ.đ động cơ E vẫn còn dương, tín hiệu logic b₂ kích cho FX2 mở BĐ2 với góc α₂> π/2 và sao cho dòng điện phần ứng không vượt quá giá trị cho phép, động cơ

được tái sinh, nếu nhịp điệu giảm α₂ phù hợp với quán tính của hệ thì có thể duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngược không đổi, điều này được thực hiện bởi các mạch vòng dòng điều chỉnh tự động của hệ thống. Trên sơ đồ khối logic LOG, i_Lđ, i_L1, i_L2, là các tín hiệu logic đầu vào; b₁, b₂ là các tín hiệu logic đầu ra để khoá các bộ phát xung điều khiển.

i_Lđ = 1 : phát xung điều khiển mở BĐ1.

i_Lđ = 0 : phát xung điều khiển mở BĐ2.

i_1L(i_2L) = 1 : có dòng điện chảy qua BĐ1 (BĐ2).

b₁, b₂ = 1 : khoá bộ phát xung FX1 (FX2).

Đồ án tốt nghiệp.

	a b	c
			B § 1
^U α 1	α1
^U α 1
F X 1
ⁱ1L	S I1
i i
u
L O G
ⁱ2 L	S I2
ⁱ2 L
α 2
^U α 2			B § 2
F X 2
	I
	E	L	R

+ ^–

20

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 2- 8 Sơ đồ khối hệ truyền động đảo chiều và các tín hiệu điều khiển.

Trên hình vẽ 2- 8 cho một ví dụ mạch điều khiển quá trình đảo chiều.Đồ thị thời gian của các tín hiệu mô tả ở hình vẽ trên.

b1 = iLd .i1L + i2L ; b2 = iLd .i2L + i1L

Khoảng thời gian trễ được đảm bảo bởi các mạch xung có độ rộng không đổi T.

Hệ truyền động van đảo chiều điều khiển riêng có ưu điểm là làm việc an toàn, không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi, song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không.

ⁱ1L	1					b1′
	1
		&								b1
				1				1
	-1



ⁱ2L							τ


						b2′				b2
					1	b2′
	-1		&						1



							τ
							τ

Hình 2- 9 Sơ đồ mạch lôgíc LOG.

Trên H 2- 9 mô tả ví dụ về hệ T – Đ đảo chiều điều khiển chung, tại một thời

điểm cả hai bộ biến đổi đều nhận được xung mở, nhưng chỉ có một bộ biến đổi cấp dòng cho nghịch lưu, còn bộ biến đổi kia làm việc ở chế độ đợi.

Đặc tính điều khiển của BĐ₁ là đường I, đặc tính điều khiển của BĐ₂ là đường II. Giả thiết α₁ < π/2; α₂ > π/2 sao cho E_d₁ ≤ E_d ₂ thì dòng điện chỉ có thể chảy từ BĐ₁ sang động cơ mà không thể chảy từ BĐ₁ sang BĐ₂ được. Để đạt được trạng thái này thì các góc điều khiển phải thoả mãn điều kiện:

α₂ ≥ π − α₁ hay β₂ ≤ α₁

Đồ án tốt nghiệp.

Nếu tính đến góc chuyển mạch μ và góc khoá δ thì giá trị lớn nhất của góc điều khiển của bộ biến đổi đang ở chế độ nghịch lưu đơi phải là:

α_max = π – ( μ_max + δ ).

Và giá trị nhỏ nhất của góc điều khiển của bộ biến đổi đang làm việc ở chế độ nghịch lưu là:

_min ≥ μ + δ.

Nếu chọn | E_d1| = | E_d2| thì α₁ + α₂ = π và ta có phương pháp điều khiển chung đối xứng, khi này sđđ tổng trong mạch vòng giữa hai bộ biến đổi sẽ triệt tiêu và dòng điện trung bình chảy vòng qua hai bộ biến đổi cũng triệt tiêu:

^Icb ⁼	^Ed1 ⁺ ^Ed 2	= 0

	^Rcb

trong đó R_cb là tổng điện trở trong mạch vòng cân bằng.

Trong thực tế điều khiển thường dùng phương pháp điều khiển chung không đối xứng, tức là α₂ > π – α₁, khi đó | E_d2 | > | E_d1 | và không có dòng điện cân bằng.

a

b

c

			I
	ⁱd1	ⁱcb	1
	^Lcb	^Lcb	E
K1	^Lcb	^Lcb	A2
K1			A2
		I
	`		L	Ud
			L	Ud
A1		II
		II
B§1	^Lcb	^Lcb	B§2
			R
	ⁱd1	ⁱcb	2
			2

i

22

Đồ án tốt nghiệp.

Ed / E_α ₀	E_α ₂ > E_α₁ (α1)
1

/ 2

0		X
α1	α 2	β 2
	α 2	β 2

-1

II I

^α^1max α_{2 max}

Hình 2-10 Sơ đồ nguyên lý và đặc tính chỉnh lưu đảo chiều điều khiển chung.

Trong các phương pháp điều khiển chung, mặc dù đã đảm bảo E_d ₂ ≥ E_d₁ ,

tức là không xuất hiện dòng điện trung bình của dòng điện cân bằng, song giá trị tức thời của sđđ các bộ chỉnh lưu e_đ1(t),e_d2(t) luôn khác nhau, do đó vẫn xuất hiện thành phần xoay chiều của dòng điện cân bằng. Để hạn chế biên độ dòng điện cân bằng thường dùng các cuộn kháng cân bằng L_cb. Trong sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha dòng điện cân bằng chảy trong hai vòng độc lập mỗi vòng tạo thành một chỉnh lưu ba pha hình tia.

24

Đồ án tốt nghiệp.

	/ 2	Π / 2
	Π	=
	=	2
	=	α
	1
	α
1	A			d1
K	A	cb	cb
d	d	cb	cb
U	U	Ui		E

Π5 /12	= Π7/12
=	2
1	α
α

Π / 3	= Π2/3
=	2
=	α
1
α

/5		Π5 / 6
Π		=
=		2
=		α
1
α
1	d	cb	cb	d1
d	d	cb	cb	d1
K	A	Ui		E
U	U	Ui		E
S¬ ®å ®iÖn ¸p vμ dßng ®iÖn trong m¹ch			H×nh1.21
S¬ ®å ®iÖn ¸p vμ dßng ®iÖn trong m¹ch
		chØnh l−u ba xung (vßng1) ®iÒu khiÓn chung ®èi xøng, ®iÖn
		c¶m cña t¶i lμ v« cïng lín

1	A
K	A	cb		d1
d	d	cb	cb	d1
U	U	U	i	E

cbcb

d1

d

1

A

K

Ui

U

E

H×nh1.22

S¬ ®å ®iÖn ¸p vμ dßng ®iÖn trong

m¹ch chØnh l−u ba xung (vßng1) ®iÒu khiÓn chung kh«ng ®èi xøng,

®iÖn c¶m cu¶ t¶i lμ v« cïng lín

25

Đồ án tốt nghiệp.

Trên các hình 2- 11 và 2- 12 giới thiệu quá trình điện áp cân bằng U_cb, dòng điện cân bằng i_cb trên vòng I. Các điện áp U_đk1 và U_đk2 được đo giữa các điểm K₁ và A₂ của chỉnh lưu với điểm trung tính của nguồn xoay chiều ba pha,điện áp chỉnh lưu E_d1 được đo giữa điểm 1 và trung tính nguồn. Trên hình 2- 11 mô tả quá trình khi điều khiển chung đối xứng, hình 2- 12 mô tả quá trình khi điều khiển không đối xứng, có thể thấy rõ tác dụng giảm biên độ dòng cân bằng khi điều khiển chung không đối xứng. Dạng điện áp chỉnh lưu E_d hơi đặc biệt do có tính đến sụt áp trên các điện kháng cân bằng:

E

d1

= U

dk1

−

1

U

cb

=

1

(U

dk1

+ U

dk 2

).

2

Bằng cách tương tự có thể xây dựng được các đồ thị U_đk, U_dA1 và E_d2, các đồ thị này có dạng tương tự ở trên. Điện áp chỉnh lưu của cả bộ biến đổi sẽ bằng:

Ud = Ed1 – Ed2.

Ưu điểm nổi bật của hệ T – Đ là tốc độ tác động nhanh cao, không gây ồn và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất rất cao, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống.

Nhược điểm chủ yếu là do các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lưu ra có biên độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong máy điện, và ở các truyền động có công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp của nguồn và lưới xoay chiều. Hệ số công suất cos ϕ của hệ nói chung là thấp.

Ngoài ra trong hệ truyền động van đảo chiều điều khiển riêng có ưu điểm là làm việc an toàn, không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi, song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không.

Đồ án tốt nghiệp.

Từ những ưu điểm đó ta chon hệ truyền động T – Đ đảo chiều điều khiển riêng.

a b

c

T 2

T 1

T 4

T 3

T 6

T 5

§

Uf

A

B

C

A

Uf

A

B

C

A

0

t1

t2

t3

t4

t5

t6

t7

Ud

I1

X1

I3

X3

I5	X5	ABCA
	X5

Uf

I2

X2

I4

X4

I6

X6

Ud

UT1

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 2-13. Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng.

a- sơ đồ động lực, b- giản đồ các đường cong cơ bản, c, d – điện áp tải khi góc

mở α= 60⁰ α= 60⁰.

Đây là chỉnh lưu ba pha hai nửa chu kỳ với hai nhóm: T₁, T₃, T₅ hình thành nhóm catôt chung; còn T₂, T₄, T₆ là nhóm anôt chung.

Theo dạng sóng điện áp thì điện áp tổng đập mạch bậc sáu và trị số đỉnh của nó bằng điện áp dây. Góc mở α được tính từ giao điểm của các nửa hình sin.

Giả thiết T₅ và T₆ đang dẫn nên V_F = U_c , V_G = U_b .

Tại ωt₁ = π/6 + α cho xung điều khiển mở T₁. Tiristor này sẽ mở vì U_a >0 .

Sự mở của T₁ làm cho T₃ bị khoá một cách tự nhiên vì U_a > U_c. Lúc này T₆ và

T₁ dẫn và điện áp trên tải là: U_L = U_d = U_a – U_b .

Tại ωt₂ = 3π/6 + α cho xung mồi để mở T₂. Tiristor này sẽ mở vì khi T₆

dẫn có điện áp U_b đặt nên anôt của T₂ mà U_b > U_c. Sự mở của T₂ làm cho T₆ bị

khoá lại một cách tự nhiên.

Các xung điều khiển lệch nhau π/3 lần lượt được đưa đến các cực điều khiển theo thứ tự như sau:

Thời điểm	Mở	Khoá

π/6 + α	T₁	T₅

3π/6 + α	T₂	T₆

5π/6 + α	T₃	T1

7π/6 + α	T4	T2

9π/6 + α	T5	T3

11π/6 + α	T₆	T₄

Điện áp trung bình trên tải được tính theo công thức:

U_d = U_L =	6	5π / 6 +α	^{3 3} U _f _.N _max cosα	( 2- 7 ).
		∫U _m sinωt dωt =
	2π	π / 6	π

28

Đồ án tốt nghiệp.

=	3	U _f _. _f _max cosα = 1,35U _f _. _f _max cosα	( 2- 8 ).

	π

Trong đó U_{f. N max} là điện áp pha cực đại, U_{f. f max} là điện áp dây cực đại.

Khi góc mở α nhỏ dạng sóng biểu diễn trên hình (2- 13) cho thấy điện áp

U_d đập mạch bậc sáu, nhưng khi α lớn, điện áp trên tải sẽ có phần âm, dòng

điện trong các tiristor có dạng chữ nhật nhưng dòng điện qua thứ cấp máy biến

áp là hoàn toàn đối xứng và không có thành phần một chiều tránh cho lõi sắt bị

bão hoà. Sơ đồ cầu ba pha còn gọi là cầu Graetz được sử dụng rộng rãi bởi

dòng điện trong các dây quấn và dây nguồn hoàn toàn đối xứng.

Công suất định mức của máy biến áp:
S₁ = S₂ = 1,05 P_d	(2- 9).

Thông số của động cơ: P_đm = 1 KW

U_đm = 220 V

n_đm = 1000 vòng/phút

= 81 % I_đm = 5,6 A

Điện áp ngược lớn nhất tiristor phải chịu:

U_{n max} = K_nv . U₂ = K_nv . ^U ^d

K_u

π

Điện áp ngược của van cần chọn:

Unv = Kdt U . Un. max

trong đó: K_{dt U} – hệ số dự trữ điện áp, chọn K_{dt U} = 1,8

U_nv = 1,8 . 230,38 = 424,69 (v)

Dòng điện làm việc của van được tính theo dòng hiệu dụng:

Đồ án tốt nghiệp.

I_lv = I_hd = k_hd. I_d
trong sơ đồ cầu ba pha, hệ số dòng điện hiệu dụng: k_hd =		1
		3
⇒ I_lv = I_hd = ^I ^d	= ^5,6 = 3,23 ( A)
3	3

Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh tản nhiệt và đủ diện tích tản nhiệt; không có quạt đối lưu không khí với điều kiện đó dòng điện định mức của van cần chọn là:

I_đm = k_i. I_lv = 3,2. 3,23 = 10,34 ≈ 10 (A)

mà k_i – hệ số dự trữ dòng điện, chọn k_i = 3,2

Từ các thông số U_nv, I_đm ta chọn 6 tiristor loại BTW 42 – 60 RC có các thông số sau:

Điện áp ngược cực đại của van :

Dòng điện định mức của van :

Đỉnh xung dòng điện :

Dòng điện của xung điều khiển :

Điện áp của xung điều khiển :

Dòng điện rò :

Sụt áp lớn nhất của tiristo ở trạng thái dẫn :

Tốc độ biến thiên điện áp :

Thời gian chuyển mạch :

Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép :

Tính toán chọn máy biến áp chỉnh lưu

Công suất biểu kiến của máy biến áp:

U_n = 600 (v)

I_đm = 10 (A)

I_pik = 150 (A)

I_đk = 0,05 (A)

U_đk = 1,5 (V)

I_r = 0,003 (A)

U = 2 (V)

^du_dt = 1000 v / s

t_cm = 35 (μs)

T_max = 125⁰ C

= K _s .P_d = K _s _η^P = 1,05.¹⁰⁰⁰_0,81 = 1296(VA)

Điện áp nguồn chọn :U₁=220 V

Tính điện áp thứ cấp máy biến áp:

30

Đồ án tốt nghiệp.

U

0

2

^U d ⁺ ^U v ⁺ ^U dn ⁺ ^2. ^U BA ₌ ²²⁰ ⁺ ^2.2 ⁺ ⁰ ⁺ ^2.(6%.220) ₌ _254,2(V ₎

cosα_mincos10⁰

^U d ₌ ^254,2 ₌ _108,6V K_U 3 6

Π

Với U_d :Điện áp tải

U _V :Sụt áp trên van

U _dn :Sụt áp trên dây nối, coi như bằng 0.

U_BA : Sụt áp trên biến áp,lấy độ dự trữ sụt áp của máy biến áp là 6% Chọn góc mở nhỏ nhất của van là 10⁰

31

Đồ án tốt nghiệp.

CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ MENTOR II

MentorII là một phiên bản mới nhất của Control Techniques. Mentor II. được ứng dụng trong những kỹ thuật tiên tiến có tính linh hoạt cao. Đây là một sản phẩm rất cần cho một hệ thống đòi hỏi sự chính xác và yêu cầu sự tái sinh. Ví dụ như trong hệ thống máy cuộn, máy vẽ, máy dán giấy, cầu trục. MentorII có bộ vi sử lý công nghiệp điều khiển động cơ điện một chiều. Phạm vi đầu ra của dòng điện là 25A đến 1850 A. Thiết bị này có điều khiển động cơ một chiều ở chế độ một góc phần tư hoặc bốn góc phần tư. Điều khiển một góc phần tư là điều khiển động cơ chỉ quay theo chiều thuận. Điều khiển bốn góc phần tư là điều khiển động cơ có đảo chiều quay. Cả hai kiểu điều khiển trên đều điều khiển tốc độ động cơ, có thể thêm điều khiển mômen động cơ. Những thông số của MentorII được lựa chọn và thay đổi tại bảng điều khiển, MentorII hay một giao diện qua truyền thông nối tiếp. Sau đây là một số đặc tính của MentorII.

Sự cố mất 1 hay nhiều pha đầu vào được tự động phát hiện. Thiết bị sẽ chạy mà không để ý tới

6 xung đầu vào SCRR tạo ra 12 xung đầu ra.

Điện áp phần ứng dụng động cơ hoặc máy phát tốc hoặc phản hồi số. Có PID trong mạch vòng tốc độ.

Là 0.1%

Mạch vòng dòng điện tuyến tính, tần số 80Hz.

32

Đồ án tốt nghiệp.

Đáp lạ mọi giá trị của dòng điện.

Tất cả các tín hiệu tương tự và hầu hết các tín hiệu số nhập vào đều có thể do người sử dụng tạo ra cho các ứng dụng đặc biệt.

PID mạch vòng tốc độ

Bộ tín hiệu số cho điều khiển vị trí

Bộ phát tốc cho đo lường

Chương trình điều khiển giảm từ thông.

Phát hiện tự động tín hiệu nối tiếp và sự cố mất pha.

Hệ thống thực đơn thiết lập tham số.

Có thể thiết lập lại thông số cuối trong mỗi thực đơn.

Thực đơn thiết lập phục vụ cho việc truy cập nhanh tới tham số.

Cho dù điều khiển đơn hay điều khiển hoàn toàn, về căn bản là một hàm điện áp ra, là hàm góc mở của SCR có thể kiểm soát chính xác.

Chất lượng của thông tin đáp lại từ động cơ tuỳ thuộc vào khả năng nhận của thiết bị. Một số dữ liệu có thể là nguồi ngoài như tốc độ đặt, mômen đặt, tốc độ phản hồi của động cơ. Một số bên trong như điện áp và dòng điện đầu ra, và điều kiện của hệ thống tại mỗi giai đoạn.

MentorII trang bị một bộ vi xử lý và phần mềm được định hình bởi những tham số cài đặt bởi người sử dụng. Những tham số là nhân tố quan trọng liên qua tới hoạt động của động cơ. Xa hơn nữa những tham số được cung cấp cho truyền thông, bảo mật và hàm thao tác khác.

Đồ án tốt nghiệp.

Số lượng tham số lớn, tuy nhiên việc hiểu chúng và truy cập chúng được làm dễ dàng bởi việc thu xếp chúng trong những thực đơn, mỗi thực đơn gồm một nhóm logic hoặc hàm đặc biệt.

MentorII có nhiều chức năng nên cấu tạo tương đối phức tạp. Trong bản đồ àn này chúng ta đi sâu vào tìm hiểu MentorII M25 và M25(R).

Các hàm điều khiển động cơ một chiều là điều khiển tốc độ, mômen, phương hướng quay. Tốc độ tỷ lệ thuận với thành phần ứng và tỷ lệ nghịch với từ thông Mômen tỷ lệ thuận với dòng điện phần ứng và từ thông. Hướng quay liên quan tới cực tính của điện áp phần ứng và kích từ:

F1+

F2+

A1+

A2+

SF _*

FELD ANKER

M

Hình 3.1. Sơ đồ nối điện áp phần ứng và kích từ vào MentorII.

Điện áp phần ứng: “back – emf” là mọt thành phần của điện áp phần ứng. Như vậy giả thiết từ thông không đổi, có thể điều khiển tốc độ tới điểm nơi điện áp cực đại. Dòng điện phần ứng cũng làm một hàm của điện áp phần ứng, do vậy tốc độ sẽ phụ thuộc vào điện áp và mômen cực đại từ tốc độ cơ sở (tại điện áp phần ứng cực đại).

b, Điện áp kích từ: nó xác định dòng điện kích từ, từ thông. Nếu điện áp kích từ là độc lập với điện áp phần ứng thì tốc độ tăng đến tốc độ cơ sở và lúc đó dòng điện max. Khi mômen tỷ lệ với từ thông, mômen cực đại sẽ giảm nếu tốc độ được tăng bằng cách giảm từ thông.

Đồ án tốt nghiệp.

Về cơ bản, thay đổi tốc độ động cơ một chiều là điều khiển điện áp phần ứng của động cơ. MentorII được trang bị có khả năng điều khiển từ thông nếu tốc độ lớn hơn tốc độ cơ bản được yêu cầu. Điều khiển riêng từ thông để động cơ đạt đến tốc độ và mômen cũng được ứng dụng. Ngoài ra ta lựa chọn một phương thức phản hồi của MentorII để có một mạch vòng khép kín.

Một nguồn điện áp một pha được cung cấp cho cầu thyriostor và một trở kháng được mắc song song với nó sinh ra một dòng điện gián đoạn dùng để mở góc mở thyristorr, và dừng nguồn điện khi qua điểm không ở nửa chu trình. Điện áp cực đại khi thyristorr đã mở, đó là lúc f trong hình 2.1 trở về không. Khi làm chậm góc mở làm giảm dòng điện ra. Khi tải làm cảm ứng, như kích từ của một động cơ chẳng hạn dòng điện trở thành liên tục. Đồ thị dòng điện chậm pha hơn điện áp do cảm ứng của tải và một phần vì sự trễ của góc mở.

AC	Inductive
	^VDCLoad
VDC	Current
	fund ementel

Hình vẽ 3.2. Nguồn cung cấp cho mạch kích từ

Đảo chiều quay động cơ điện theo hai cách, tuỳ thuộc vào kiểu cầu của thiết bị. Cách điều khiển đơn giản nhất là dùng một cầu ba pha để điều khiển động cơ. Lúc này động cơ không đảo được chiều quay. Vì vậy, muốn đảo chiều ta phải có khoá chuyển đổi như trong hình vẽ 3.3

35

Đồ án tốt nghiệp.

AC field supply

AC M

Hình 3.3. Sơ đồ mắc một cầu 3 pha dùng công tắc chuyển đổi để đảo chiều.

Tuy nhiên thực tế yêu cầu điều khiển đầy đủ hai chiều của động cơ. Với khả năng đảo mômen nhanh chóng và liên tục. Ta mắc hai cầu song song ngược như hình vẽ 3.4. Sơ đồ này có thể điều khiển đầy đủ đảo chiều và hãm mà không cần khoá chuyển đổi.

AC feild supply

AC

M

Hình 3.4. Sơ đồ mắc hai cầu 3 pha song song ngược

Khi hãm bằng phương pháp hãm động năng hình vẽ 2.5. Lúc này sự giảm tốc độ không kiểm soát được và cũng không tuyến tính.

36

Đồ án tốt nghiệp.

AC feild supply

BRAKING

RESISTOR

AC

M

Hình 3.5. Hãm động năng.

Dù sử dụng một góc phần tư hay bốn góc phần tư, động cơ điện vẫn luôn phụ thuộc vào điện áp. Mà điện áp ta có thể kiểm soát được chính xác thông qua góc mở của thyristor của cầu 3 pha.

Như đã nói ở phần trên, thay đổi tốc độ động cơ ta có thể thay đổi điện áp phần ứng. Để làm được điều này ta điều khiển góc mở của các thyristor. Mentor II cho phép người sử dụng điều khiển tự động góc mở cho thyristor. Người sử dụng chỉ cần đặt giá trị tốc độ yêu cầu vào và truy nhập các tham số của MentorII sao cho hệ thống làm việc tối ưu nhất. Trong sơ đồ hình 3.6 ta thấy có hai mạch vòng khép kín là mạch vòng tốc độ và mạch vòng dòng điệnh. ở mạch vòng tốc độ, có tín hiệu đặt ở đầu vào. Tín hiệu này được sử dụng đặt tốc độ vào điều khiển động cơ. Trên MentorII ta có thể đặt tốc độ bằng biến trở hoặc phàn mền. Tín hiệu phản hồi tốc độ được lấy từ máy phát tốc để so sánh với tín hiệu đặt. ở mạch vòng dòng điện, tín hiệu phản hồi về lấy từ biến dòng ba pha của nguồn điện vào MentorII.

37

Đồ án tốt nghiệp.

MentorII có thể chạy được chế độ một góc phần tư và bốn góc phần tư nên hai kiểu nối dây cho MentorII. Trong bản thuyết minh này ta chỉ xét cách nối dây ở chế độ bốn góc phần tư.

Đồ án tốt nghiệp.

R

Y

B

LC

FIELD

ON- LC

OFF

Manual

Set

Speed

Tach ogen error

Four – quadrant

	LC
		RR
	31 21 25		40			LK
	31 21 25		40
	E3		0V
	E 2			37		START START
	E1	RL1		37
	L3	RL1
	L3				RR	LC
	L2
	L1	Drive		38	MBO
	L11	ready		38
	L11
+10V	L12		34
+10V	1	RL2		36
-10V	2			36	RR
-10V	3	Zero			RR
	200V	Zero
+10V	200V	^speed₃₃ LC
+10V	9	^speed₃₃ LC
	100V
	A1	A2	F1	F2

m

Hình 3.8. Sơ đồ nối dây 4 góc phần tư của MentorII

Trước tiên ta nối hai công tắc tơ LC và RR. Công tắc tơ LC là công tắc chính để đóng nguồn ba pha vào Mentor II tại ba điểm L1-L3 đồng thời đóng từ L11 và L12. Ngoài ra còn có ba tiếp điểm nữa của công tắc tơ LC. công tắc tơ RR cũng có ba tiếp điểm liên động với tiếp điểm của LC. Phần ứng của động cơ được nối vào hai đầu A1 và A2; phần kích từ được nối vào hai đầu F1 và F2. Nếu điều khiển tốc độ động cơ bằng biến trở vào đầu vào số 1 – 3 của MentorII. Và cuối cùng ta mắc nguồn điều khiển vào ba điểm E1 – E3.

Lưu ý trong quá trình nối dây, E1 – E3 phải trùng pha với L1 – L3.

Đồ án tốt nghiệp.

Bảng điều khiển của Mentor II là nơi điều khiển và truy nhập các tham số của qua đó điều khiển động cơ

.

Hình 3.9. Bảng điều khiển của MentorII.

Bàn phím của MentorII phục vụ 2 mục đích chính đó là:

Cài đặt lại các tham số theo yêu cầu sử dụng.

Thao tác đến các tham số cần hiển thị.

Bàn phím gồm có một nút “Reset”, một nút “Mode”, hai nút lựa chọn thực đơn và hai nút lựa chọn tham số. Bấm nút “Mode” một lần để điều chỉnh tham số (nếu hiểu thị nhấp nháy thì cho phép điều chỉnh). Lúc này ta có thể dùng hai nút lựa chọn tham số để điều chỉnh, có thể điều chỉnh nhanh bằng cách ấn và giữ phím đó. Nhấn nút “Mode” lần nữa để thoát khỏi sự điều chỉnh. Lưu ý giá trị của tham số mới điều chỉnh sẽ bị mất đi khi tắt nguồn của thiết bị. Do đó ta phải truy nhập đến thực đơn đó và đặt tham số 00 bằng 1.

Màn hình của MentorII hiển thị thực đơn (bên trái dấu thập phân), tham số (bên phải dấu thập phân) và dữ liệu tham số được chọn.

40

Đồ án tốt nghiệp.

Ngoài ra còn có 6 đèn led hiển thị tình trạng làm việc của MentorII. Lưu

rằng 2 đèn led “cầu 1” và “cầu 2” sáng thì không nhất thiết lúc đó cầu đang hoạt động mà có thể do sự truyền dẫn phụ thuộc vào góc mở hay điều kiện hoạt động.

Giao tiếp nối tiếp với MentorII là một đặc tính quan trọng trong giao tiếp với thiết bị ngoại vi trong công nghiệp. Thiết bị ngoại vi có thể cài đặt toàn hoặc từng phần. Có khả năng biến đổi các tham số ngay lập tức thoả mãn các trạng thái của một chu trình nhiệm vụ hoặc điều kiện hoạt động khác nhau trong quá trình hoạt động.

Phương tiện này giúp ta theo dõi liên tục hoạt động của thiết bị phục vụ cho điều khiển hoặc mục đích phân tích.

Một phương thức truyền tin chuẩn cho tất cả các MentorII. Nó là gia diện máy – máy, cho phép một hoặc nhiều thiết bị được sử dụng trong hệ thống điều khiển bởi PLC hoặc máy tính.

MentorII có thể điều khiển trực tiếp, hoạt động của chúng có thể thay đổi, và trạng thái của chúng được kiểm tra bởi một hệ thống điều khiển có thể giao tiếp khoảng 15 MentorII, và có thể lên đến 99 nếu có sử dụng bộ đếm hàng.

Cổng truyền tin của thiết bị là chân PL2. Nối theo chuẩn RS422. Nghi thức là ANSI x3.28 – 2.5 – A4, như tiêu chuẩn cho những giao diện công nghiệp.

Những phương thức truyền tin nối tiếp 9 chân loại D nối với PL2 trên MDA 2B. Chân nối này cung cấp chuẩn RS422 (ghi chú: RS422 thực tế cũng giống như RS485 cho phép nhiều hệ thống giám sát.)

Chú ý: Kết nối RS232 có thể thay thế một phần của RS422.

Đồ án tốt nghiệp.

Những yếu tố của thông tin giữa hệ thống điều khiển và MentorII là ký tự ASCII.

Mỗi thiết bị yêu cầu một số nhận dạng, hoặc địa chỉ đặt bởi tham số 11.11. Baud 11.12 đòi hỏi sẽ được đặt phù hợp với hệ thống điều khiển. Dữ liệu, trạng thái thiết bị, đặt tham số có thể lấy từ thiết bị theo một vài cách

Những yếu tố của thông tin giữa hệ thống điều khiển. Dữ liệu, trạng thái thiết bị, đặt tham số có thể lấy từ thiết bị theo một vài cách.

Chân số	RS232	RS422

1	NC	0V

2	TXD	TXD

3	RXD	RXD

4

5

6	0V	TXD
7	0V	RXD
8
9

Dây cáp truyền tin không được chạy song song với dây cáp điện nào đặc biệt là dây nối thiết bị với động cơ. Nếu không tránh được thì phải đảm bảo khoảng cách cực tiểu là 300mm. Chiều dài cực đại của RS422 khoảng 1 mét.

Ký tự	ý nghĩa	Mã ASCI	Phím điều khiển
Ký tự	ý nghĩa	HEX	Phím điều khiển
		HEX

EOT	Bit đầu tiên của câu lệnh giử cho MentorII	04	D

ENQ	Bit kết thúc của lệnh đọc dữ liệu	05	E

STX	Bit đầu tiên của câu trả lời của MentorII	02	B

ETX	Bit kết thúc của câu trả lời của Mentor II	03	C

ACK	Tín hiệu thông báo MentorII đã nhận được lệnh	06	F

BS	Lùi lại tham số trước tham số hiện hành	08	H

Đồ án tốt nghiệp.

NAK	Tín hiệu thông báo MentorII không hiểu câu lệnh	15	U

Mỗi thiết bị có một nhận dạng hay địa chỉ (tham số 11.11) vì vậy chỉ có một thiết bị được nối là trả lời. Cho an toàn, mỗi số 2 ký tự địa chỉ của thiết bị được lặp lại, như vậy địa chỉ của thiết bị số 14 được gửi 4 ký tự: 1 1 4 4

Truyền tin bởi giao diện nối tiếp, tham số được xác định bởi 4 chữ số chỉ thực đơn và số tham số, nhưng không có thập phân. Ví dụ thực đơn 01 tham số 01 được viết là 0 1 0 1.

Dữ liệu chiếm 5 đặc tính tiếp theo sau tham số. Không sử dụng dấu thập

phân.

Cho phép thiết bị và hệ thống điều khiển đảm bảo thông tin truyền đi không bị lỗi tất cả các lệnh và trả lời đều phải được kết thúc bởi một khối kiểm tra.

Để dễ dàng ta lấy một ví dụ cụ thể để minh hoạ. Gửi mệnh lệnh giảm đi 47.6 % giá trị của tham số 01.17 đến MentorII có địa chỉ là 14.

Khi muốn gửi dữ liệu đến MentorII thông qua cổng Com phải đúng theo cấu trúc sau:

CONTRO		ADDRES	CONTRO	PAR	DAT	CONTRO BCC
	L	S	L	0117	A	L
EOT		1144	STX		-0476	ETX
Control			Control			Control
	-D		-B			-C

Lưu ý: Mục dữ liệu có thể từ một đến năm ký tự đều được.

43

Đồ án tốt nghiệp.

Khi xác nhận được tín hiệu gửi đến MentorII sẽ trả lời thông điệp:

Mã ACK nếu MentorII hiểu và thực hiện được mệnh lệnh gửi đến.

Mã NAK nếu MentorII báo mệnh lệnh sai, dữ liệu dài quá hoặc BCC sai.

Để dễ dàng ta lấy một ví dụ cụ thể để minh họa: Gửi mệnh lệnh đọc giá trị của tham số 01.17 đến MentorII có địa chỉ là 12.

Ta có thể đọc các giá trị của tham số trên MentorII qua mệnh lệnh đọc dữ liệu có cấu trúc sau:

CONTROL		ADDRESS	PAR	CONTROL
EOT		1122	0117	ENQ
Control				Control
	-D			-E

Khi nhận được mệnh lệnh như trên MentorlII sẽ trả lời với cấu trúc như sau:

CONTROL		PARAM	DATA	CONTROL BCC
STYX		0117	-0476	EXT
Control				Control
	-B			-C

Đồ án tốt nghiệp.

Các tham số của MentorII được tách thành các nhóm để thuận tiện cho việc tra cứu và truy nhập. Các nhóm đó gọi là các thực đơn, mỗi thực đơn sữ có các chức năng khác nhau.

45

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 2.7 s¬ ®å logic lùa chän vμ giíi h¹n tèc ®é ®Æt

46

Đồ án tốt nghiệp.

Có 4 kiển đặt tốc độ 01.17, 01.18, 01.19 và 10.20. Một trong bốn kiểu đó có thể đặt tốc độ từ – 1000. đến 1000. Và có thể truy cập qua bàn phím, chương trình hoặc truyền nối tiếp tại bất kỳ thời điểm nào. Bốn tham số này giúp cho MentorII có tính linh hoạt cao khi giao tiếp với các thiết bị khác. Hai lựa chọn 01.14 và 01.15 để lựa chọn một trong bốn kiểu đặt tốc độ trên.

Việc thay đổi các tham só để lựa chọn lưỡng cực hay đơn cực đảo cực, và tốc độ lớn nhất và nhỏ nhất của quay thuận, quay ngược. Tham số 01.11 để đặt “ON” nếu 01.11 = 0 thì 10.03 = 0. Tham số 01.12 đảo cực tính. Tham số 01.13 để lựa chọn 01.05 hay không.

Tham số 1.1: RO tốc độ đặt trước khi bù.

Theo dõi giá trị của tốc độ đặt liên tục. Tham số 1.1 cũng được sử dụng để bắt đầu khởi động cùng với 1.6.

Tham gia 1.2: RO tốc độ đặt sau khi bù.

Theo dõi giá trị của tốc độ đặt sau khi có thêm 1.4

Tham số 1.3: RO đặt trước khi trễ:

Tốc độ đặt trước khi có trễ (tham khảo thực đơn 2)

Tham số 1.4: RW đặt bù:

giá trị đạt (từ –1000 đến +1000) được cộng vào giá trị tốc độ đặt 1.1.

Tham số 1.5: RW đặt inch.

Là nguồn của tốc độ đặt khi chọn bởi 1.13 (điều khiển bởi chân TB3 –

và TB3-23). Cung cấp phương tiện tiện lợi để đặt các tốc độ yêu cầu khác nhau. Phải nhỏ hơn tốc độ cực đại đặt bởi 1.6 và 1.9.

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 1.6. RW tốc độ quay thuận cực đại.

Đặt giới hạn dưới của tốc độ quay thuận. Tốc độ này không có ý nghĩa nếu 1.10 – 1 sẽ ngăn sự chênh lệch giữa tốc độ cực tiểu quay thuận và quay ngược khi tốc độ đặt vào là 0.

Tham số 1.8: RW tốc độ quay ngược cực tiểu:

Đặt giới hạn dưới của tốc độ quay thuận. Tốc độ này không có ý nghĩa nếu 1.10=1 sẽ ngăn sự chênh lệch giữa tốc độ cực tiểu quay ngược khi tốc độ đặt vào là 0.

Tham số 1.9:RW tốc độ quay ngược cực đại.

Đặt giới hạn trên của tốc độ quay ngược.

Tham số 1.10: RW lựa chọn lưỡng cực:

Trong trạng thái bình thường (=1) cho phép thiết bị trả lời tín hiệu tốc độ đặt 1.2 trong trường hợp hướng quay được xác định bởi tín hiệu lưỡng cực. Cực tính dương gây ra quay thuận, cực âm gây ra quay ngược. Khi 1.10=0 thiết bị trả lời tín hiệu theo kiểu đơn cực, cực tính âm xem như tốc độ 0. Khi đảo chiều được xác định bởi 1.12 (4 góc phần tư)

Tham số 1.11RWđặt “ON”

Mặc định là 0 nếu TB3-21 không kích hoạt . Không thể đặt là 1 trừ phi TB3-21 được kích hoạt. Tham khảo menu 8. Điều khiển bởi TB3 –25, 22, 23, 24.

Tham số 1.12 RW lựa chọn quay ngược.

48

Đồ án tốt nghiệp.

Quay ngược khi đảo cực tính của tốc độ đặt. Nó có hiệu ứng (trong 4 góc phần tư) khi quay ngược tín hiệu tốc độ mà không quan tâm đến hướng quay của động cơ. Mặc định bởi TB3-25,22,23,24.

Tham số 1.13RW lựa chọn inch.

Thay thế tất cả các tốc độ yêu cầu đặt bởi 1.5. Mặc định 1.13, tốc độ đặt bình thường. Điều khiển bởi TB3-22,23.

Tham số 1.14RW đặt “Selector1”.

Chọn 1 và 3 hay 2 và 4. Bốn giá trị của 1.14 và 1.5 sẽ cho phép lựa chọn một trong bốn giá trị của 1.17 và 1.20.

Tham số 1.15 RW đặt “Selector2”.

Chọn 1/2 hay 3/4 bốn giá trị của 1.14 và 1.15 sẽ cho phép lựa chọn một trong bốn giá trị của 1.17 và 1.20.

Tham số 1.16 RW đặt đồng bộ.

Không cho thiết bị chạy cho đến khi có tín hiệu tốc độ đặt.

-16<1.1<+16

Phương tiện này tiện lợi khi thao tác được an toàn, ví dụ trường hợp đẩy hay kéo thiết bị.

Tham số 1.17, 1.18, 1.19, 1.20 RW đặt từ 1 đến 4.

Thông số 1.17 là mặc định tốc độ đặt ngoài (tại TB1-3) vào 7.15

Thông số 1.19 và 1.20 mặc định cho chương trình vào GP2 9Tb1 – 5) và GP3(TB1-6).

49

Đồ án tốt nghiệp.

50

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 3.8 s¬ ®å logic lùa chän ®é trÔ

Thông qua tham số 02.02 cho ta lựa chọn.

+ Bỏ qua chương trình trễ.

51

Đồ án tốt nghiệp.

Một lựa chọn của độ trễ quay thuận và quay ngược trong điều khiển chạy bình thường và một độ trễ riêng cho chế độ inch.

Sơ đồ logic của độ trễ có tính linh hoạt cao, có 2 giá trị cho một chế độ, ví dụ: Tăng thuận 02.04 và 02.08, tăng ngược 02.05 và 02.09…Tham số 02.18 cho phép chuyển giữa 2 nhóm đó. Ngoài ra còn có thể thay đổi không thông qua tham số 02.18 mà thông qua tham số 02.14 đến 02.17.

Chương trình trễ có thể điều khiển bởi chương trình ngoài. Để kích hoạt 02.12 phải được sự cho phép của 2 tham số 02.13 và 01.13.

Độ trễ có thể ngắt bởi tham số giữa trễ 02.03, giữa trễ ra tại giá trị hiện thời khi đặt lên 1. Giá trị của tốc độ đặt sau khi qua trễ được hiển thị bởi tham số 02.01.

Tham số 2.1 RO đặt sau khi trễ.

Hiển thị giá trị đặt sau bỏ qua hay khi lựa chọn độ trễ b. Tham số 2.2 RW cho phép trễ.

Nếu đặt không hoạt động, giá trị của 2.1 bằng với giá trị của 1.3, bỏ qua chương trình trễ.

Tham số 2.3 RW giữ trễ.

Giữ đầu ra trễ ở giá trị hiện tại khi đặt là 1. Khi chương trình điều khiển tham số này, tốc độ của thiết bị được điều khiển từ nút “tăng” và “giảm” thay vì dùng biến áp.

Tham số 2.4, 2.5, 2.6, 2.7 RW

Định nghĩa thời gian được dùng để tăng tốc dựa vào (1.3 =1000), hoặc để giảm tốc độ này về không.

Tham số 2.8, 2.9, 2.10, 2.11 RW.

Định nghĩa thời gian được dùng để tăng tốc dựa vào (1.3=1000), hoặc để giảm tốc từ tốc độ này về không.

Tham số 2.12 RW nhịp độ trễ inch.

Lựa chọn 1.13 = 1. Định nghĩa nhịp độ tăng tốc

52

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 2.13 =1 RW cho phép trễ inch.

Chọn độ trễ (bởi 2.12) khi khởi động. Nếu không chọn, độ trễ bình thường 2.4 đến 2.11 được sử dụng khi khởi động và hoạt động.

Tham số 2.18 RW lựa chọn độ trễ chung.

Cho phép lựa chọn giữa tất cả độ trễ của nhóm 1 nếu 2.14 đến 2.17 =0 hay tất cả nhóm 2.

Tham số 2.19RW tính trễ.

Khi 2.19 =1 thì thời gian trễ khi tăng tốc và giảm tốc được nhân 10.

3.6.3. Menu 3. Lựa chọn phản hồi và mạch vòng tốc độ.

53

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 3.9 s¬ ®å lùa chän ph¶n håi vμ m¹ch vßng tèc ®é.

Đầu vào chủ đạo là tham số 02.01 và 03.18. Tốc độ đặt có thể chỉ là tốc độ cứng kết quả là tốc độ 03.01 khi được thêm phản hồi tốc độ trở thành tốc độ lỗi 03.06. Tốc độ lỗi được xử lý bởi hàm PID thành đầu ra của mạch vòng tốc độ 03.07.

Phản hồi tốc độ được dẫn từ một trong ba nguồn là: Phản hồi số, máy phát tốc hoặc điện áp phần ứng. Dù nguồn nào cũng trở thành phản hồi tốc độ.

54

Đồ án tốt nghiệp.

Nếu điện áp phần ứng được chọn, nó được bù bởi 03.05 (dẫn xuất từ tốc độ lỗi). Tham số 03.05 được cộng hoặc trừ vào điện áp phần ứng tuỳ thuộc vào phải bù IR hoặc giảm IR thông qua 03.20.

Phản hồi điện áp đi qua bộ so sánh với điện áp mức để tránh quá điện áp phần ứng. Sử dụng khi không dùng điện áp phần ứng là phản hồi. Tham số 03.15 là mức so sánh.

Giá trị tốc độ phản hồi còn được sử dụng cho 2 mục đích nữa là: Thông báo tốc độ (rmp) và thông báo tốc độ không.

Tham số 3.1 RO tốc độ yêu cầu khi vào mạch vòng tốc độ.

Hiển thị giá trị của tốc độ sau khi bỏ qua hay tính độ trễ và tốc độ cứng (3.18) tốc độ đặt (3.22). Đây là tốc độ được gửi tới mạch vòng tốc độ theo điểm tốc độ.

Tham số 3.2 RO tốc độ phản hồi.

Hiển thị giá trị của tốc độ phản hồi, từ một trog ba nguồn phản hồi là phát tốc, phản hồi số hay điện áp phần ứng.

Tham số RO tốc độ phản hồi

Giá trị của tốc độ phản hồi động cơ. Yêu cầu đặt đúng 3.16, tốc độ tối

đa.

Tham số 3.4 RO điện áp phần ứng. Hiển thị điện áp phần ứng.

Tham số 3.5 RO đầu ra bù IR.

Là kết quả của giá trị IR thêm vào 3.17 hoạt động theo mạch vòng tốc độ đầu ra nguyên.

Tham số 3.6 RO lỗi tốc độ.

Là kết quả của tốc độ yêu cầu và tốc độ phản hồi.

Tham số 3.7 RO đầu ra của mạch vòng tốc độ.

Tốc độ quay thuận yêu cầu thành dòng điện yêu cầu (menu4).

55

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 3.8 RO lỗi tốc độ bên trong.

Giá trị tích hợp của 3.6, được sử dụng vào bộ bù IR, khi dùng phản hồi điện áp phần ứng (AVF).

Tham số 3.9 RW cổng P mạch vòng tốc độ. Nguyên nhân của lỗi tốc độ (=03.09 chia cho 8)

Khi tăng thêm giá trị này làm giảm độ tin cậy cảu hệ thống, nếu đặt quá cao hệ thống sẽ không ổn định. Tối ưu nhất là đặt giá trị cao nhất trước khi xuất hiện sự bất ổn. Đặt tối ưu mạch vòng tốc độ là sự kết hợp khéo léo của 3 cổng của bộ PID.

Tham số 3.11 RW cổng D mạch vòng tốc độ.

Nếu đầu vào là lỗi tốc độ 3.6 thì đầu ra là âm khi lỗi tốc độ tăng. Nếu đầu vào là tốc độ yêu cầu 3.1 thì đầu ra là dương khi tốc độ yêu cầu tăng, có hiệu ứng làm giảm. Nếu đầu vào là tốc độ phản hồi 3.2 thì đầu ra là ân khi tốc độ phản hồi tăng. Nó có hiệu ứng làm giảm, những phụ thuộc vào giá trị của tốc độ phản hồi không phụ thuộc vào tốc độ đặt.

Tham số 3.12 RW lựa chọn phản hồi số.

Đặt là 1 khi chọn phản hồi số. Đặt là 0 khi chọn phản hồi tương tự. m. Tham số 3.13 RW lựa chọn phản hồi điện áp phần ứng tương tự. Xác định loại phản hồi tương tự từ máy phát tốc hay nguồn ngoài nối tới

TB1-9.

Tham số 3.14 RW tỷ lệ phản hồi số.

Giá trị đặt tương ứng với tốc độ cực đại của động cơ và với giá trị của bộ phản hồi số. Tính được bằng 750^* 10⁶ chia N^*n

Giá trị mặc định xác định trên cơ sở 1024 hàng mã hoá (của phản hồi số) và tốc độ tối đa 1750 vòng/phút. Tần số cực đại cho phản hồi số là 105kHz.

Tham số 3.15 RW điện áp phần ứng cực đại.

Đặt điện áp cực đại cho phép áp dụng cho phần ứng. Khi điện áp chọn phản hồi (3.12=0 và 3.13 =1), giá trị điện áp cực đại này là giá trị đo khi điện

56

Đồ án tốt nghiệp.

áp phần ứng thật là cực đại. Cho phép điện áp phần ứng liên tục tăng cho đến khi vượt tốc độ đặt tại 3.15. Nó dùng để ngăn ngừa điện áp tăng quá một giá trị nào đó.

Tham số 3.16 RW tốc độ tối đa.

Để đánh giá tốc độ phản hồi hiển thị ở 3.3 là tốc độ thực tế v/ph. Giá trị của 3.16 phải là tốc độ cực đại của động cơ (khi tốc độ động cơ lớn hơn 1999v/ph thì tốc độ hiển thị ở 3.3 chia cho 10).

Tham số 3.17 RW bù ỉ.

3.5=(3.8)*(3.17) chia 2048

Giá trị này được sử dụng để tính toán điện áp phần ứng. Bù IR là phản hồi dương. chống lại sự tăng áp đột biến.

Tham số 3.18 đặt tốc độ cứng.

Tốc độ đặt đưa vào mạch vòng tốc độ không qua trễ.

Tham số 3.19RW lựa chọn tốc độ cứng.

Nếu 3.19 RW đặt là1 và 11.11=1 thì tốc độ đặt cứng 3.18 được them vào mạch vòng tốc độ.

Tham số 3.20 RW lựa chọn IR.

Nếu 3.20 =1 thì khi sử dụng điện áp phần ứng là phản hồi tốc độ, tốc độ sẽ giảm bớ.

Tham số 3.21 RW lựa chọn đầu ra trễ.

Khi 3.21=1 độ trễ được thêm vào mạch vòng tốc độ.

Tham số 3.22 RW tốc độ bù.

Được sử dụng về tín hiệu tốc độ không.

Ngưỡng của giá trị đặt vượt quá 25.5% tốc độ cực đại. Tham khảo 10.9 x. Tham số 3.24 RW lựa chọn nguồn.

Bộ PID trong mạch vòng tốc độ sử dụng một trong ba nguông.

1=tốc độ lỗi 3.6 làm giảm sự biến đổi của tốc độ yêu cầu và phản hồi

57

Đồ án tốt nghiệp.

2=tốc độ đặt 3.1 vận hành thuận.

3=tốc độ phản hồi 3.2 chỉ giảm sự biến đổi của phản hồi.

Tham số 3.25 RW do tốc độ lỗi: Bằng 256 chia 96f*(3.25))

Lọc tín hiệu tốc độ 3.4

z1. Tham số 3.26 RO đầu vào máy phát tốc.

Hiển thị phản hồi của phát tốc. Phát tốc dùng để báo tốc độ động cơ, 3.26 =1000. Đơn vị hiển thị là 0.1%.

z2. Tham số 3.27 RO phạm vi tốc độ phản hồi.

3.27=0 3.16 được dùng đơn vị là v/phút.

3.27=1 3.16 chia cho 10

58

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 4.10:Lùa chän vμ giíi h¹n dßng ®iÖn

Đồ án tốt nghiệp.

Thông số vào chủ đạo là 03.07 kết hợp kiểm mômen hoặc điều khiển dòng điện tương ứng với tham số 04.08 và 04.09. Đầu ra sẽ là tham số 04.02. trước khi ra tới tham số 04.02. Sáu bít tham số từ 04.12 đến 04.17 xavs định chế độ điều khiển của tốc độ dòng điện, số góc phần tư.

Một đặc tính nổi trội của thực đơn này là chế độ tự động giới hạn dòng điện2 (04.07. Cho phép giới hạn dòng điện 2 được sử dụng sau một thời gian trễ được chọn. Được ứng dụng khi mô men khởi động cao, sau đó giảm dần.

Tham số 4.1 RO dòng điện yêu cầu.

Tín hiệu dòng điện yêu cầu được đưa vào mạch vòng dòng điện khi thiết bị ở chế độ điều khiển tốc độ. Tín hiệu được giới hạn bởi 4.3, 4.4, 4.5 trước khi qua mạch vòng dòng điện.

Tham số 4.2 RO dòng điện yêu cầu khi vào mạch vòng dòng điện. Dòng điện yêu cầu khi ra khỏi mạch vòng dòng điện (menu5) sau khi có

giới hạn.

Tham số 4.3 RO giới hạn dòng điện vượt ngưỡng.

Đây là giá trị giới hạn của dòng điện yêu cầu và là kết quả của tốc độ phụ thuộc dòng điện hoặc dòng điện giới hạn 2 (nếu chọn), những cái gì thấp hơn. Tham khảo tham số minh hoạ trong sơ đồ logic 4.

Tham số 4.4 RW giới hạn dòng điện 1.

Tham số này cung cấp dòng điện giới hạn cho cầu 1 và 2 và là chuẩn của các hàm dòng điện chuẩn dẫn tới 4.20 và 4.21. Dòng điện giới hạn 1 có thể áp dụng trong khi công suất motor nhỏ hơn của thiết bị, khi đó tải sẽ là các điện trở.

Tham số 4.5 RW giới hạn dòng điện cầu 1.

Xác định giới hạn dòng điện yêu cầu cực đại của cầu 1, khi nó đang hoạt động. Các nguyên nhân khác của điểm giới hạn được bỏ qua.

Tham số 4.6 RW giới hạn dòng điện cầu 2.

60

Đồ án tốt nghiệp.

Xác định giới hạn dòng điện yêu cầu cực đại của cầu 2, khi nó đang hoạt động. Các nguyên nhân khác của điểm giới hạn được bỏ qua.

Tham số 4.7 RW dòng điện giới hạn 2.

Ta có thể bổ xung dòng điện giới hạn tới cả 2 cầu. Thiết bị có thể tự động chọn 4.5 sau khi có tín hiệu run một khoảng thời gian. Tham khảo 4.10, 4.18, 4.19

Tham số 4.8 RW đặt mômen.

Giá trị này đưa vào mạch vòng dòng điện và có thể sử dụng để điều khiển trực tiếp dòng điện (mômen động cơ).

Tham số 4.9 RW dòng điện bù. Dòng điện bù vào 4.1

Tham số 4.10 RW lựa chọn dòng điện giới hạn2.

Đặt 4.10 =1 chọn dòng điện giới hạn 2. Có thể điều chỉnh tự động. Tham khảo 4.18, 4.19-

Tham số 4.11 RW lựa chọn dòng điện bù

Đặt 4.11 =1 để chọn dòng điện bù.

Tham số 4.12 RW chế độ bit 0.

Đặt 4.12 =1 kết hợp với 4.13 để điều khiển tốc độ hoặc ba kiểu điều khiển mômen. Tham khảo 4.13.

Tham số 4.13 RW chế độ bit 1.

Đặt 4.13 =1 để chọn, kết hợp với 4.12 để điều khiển tốc độ hoặc ba kiểu điều khiển mômen.

12 =0, 4.13 =0 điều khiển tốc độ (bình thường)

12 =1, 4.13 =0 dòng điện cơ bản hay điều khiển mômen. Chế độ này mômen đặt tại 4.8 vào mạch vòng dòng diện và phụ tuộc vào 4.3, 4.5, 4.6 và sự sụt dòng điện 5.4.

61

Đồ án tốt nghiệp.

12 = 0, 4.13 = điều khiển mômen với đổi tốc độ. Chế độ này đầu ra của mạch vòng tốc độ liên quan tới giá trị của 4.8 và 3.6 dương hay âm. Trong 2 góc phần tư chế độ động cơ, tốc độ giới hạn bởi giá trị cảu 3.1, tránh tốc độ tăng vọt khi tải được loại bỏ. Thiết bị cần phải được điều chỉnh để chạy được không tải, nên phải đảm bảo dòng điện yêu cầu ở mọi tốc độ. Trong 2 góc phần tư chế độ hãm, dòng điện yêu cầu đặt bởi 4.8 được vô hiệu hoá khi tốc độ thấp hơn tốc độ yêu cầu 3.1. Nó làm ngăn ngùa mômen tải giảm khi đảo chiều quay. Giá trị của 3.1 phải là không. Nhược điểm của chế độ này là không thể cung cấp mômen trong khi khởi động và hãm. Thông số 4.8 kiểm soát dòng điện giới hạn.

Đặt 4.12 =1, 4.13 =1. Chế độ này cho phép mômen được cảm biến để tăng hoặc giảm, khi ngăn ngừa tăng đột ngột của tốc độ hoặc đảo chiều nếu tải bằng không. Đối với máy cuộn, bù 1.4 dương phải có 3.1 lớn hơn đường tốc độ đặt. Khi lô đầu giảm tốc thì mômen có thể sẽ âm. Khi phản hồi tốc độ lỗi là âm thì mômen được giảm. Đối với máy tở bù 1.4 âm tại tốc độ không, ( tốc độ lỗi âm là cần thiết để tạo ra mômen âm tránh xung khắc tại tố độ không). Trong khi đường tốc độ đặt tăng, 3.1 trở thành dương. Khi tốc độ phản hồi là dương, tốc độ không sẽ tự động lựa chọn mỗi khi mômen yêu cầu âm- thao tác bình thường- nếu mômen yêu cầu là dương thì giá trị của 3.1 sẽ là tốc độ yêu cầu, và sẽ tăng mômen, miễn là tốc độ lô không lớn hơn 3.1 ứng dụng cuộn và tở, đường tốc độ đặt sẽ tương ứng với tốc độ lô khi đường kính tối thiểu.

Tham số 4.14 RW cho phép góc phần tư thứ nhất.

Góc phần tư thứ nhất được chọn thì động cơ quay thuận, tốc độ và mômen đều mang giá trị dương.

Tham số 4.15 RW cho phép góc phần tư thứ 2.

Góc phần tư thứ hai là hãm, tốc độ âm và mômen dương.

Tham số 4.16 RW cho phép góc phần tư thứ 3.

62

Đồ án tốt nghiệp.

Góc phần tư thứ ba là động cơ qyau ngược, tốc độ và mô men đều mang giá trị âm.

Tham số 4.17 RW cho phép góc phần tư thứ tư.

Góc phần tư thứ tư là hãm, tốc độ dương và mômen âm.

Tham số 4.18 RW cho phép tự động biến đổi dòng điện giới hạn 2. Khi được chọn, dòng điện giới hạn 2 sẽ tự động chuyển lên 1 sau một

thời gian đặt ở 4.19. Thiết bị có thể được chương trình hoá 4.19 sau khi có tín hiệu RUN.

Tham số 4.19 RW bộ đếm dòng điện giới hạn.

Khoảng thời gian có thể lên tới 255 giây. Nếu 4.18 =1, dòng điện giới hạn 2 sẽ tự động chọn khi có lệnh RUN. Đặc tính này thích hợp với những ứng dụng như máy trộn, nơi tải bắt đầu cao, sau đó thấp, giá trị này chỉ không đổi khi máy chạy được một thời gian.

Tham số 4.20 RW ngưỡng dòng điện 1.

Đặt ngưỡng của phản hồi tốc độ, 4.24 chuyển lên 1 để báo quá ngưỡng, và là điểm bắt đầu của taperq1. Dòng điện phần ứng giảm, như hàm tốc độ, tại 4.22. Tham số này được sử dụng như ngưỡng tốc độ. Nếu chỉ có taper 1 sử dụng thì phải là taper1. Nếu cả hai đều sử dụng thì taper 1 là đầu tiên.

Tham số 4.21 RW ngưỡng dòng điện2.

Đặt giá trị ngưỡng cho phản hồi tốc độ, 4.25 chuyển lên 1 để báo có sự vượt ngưỡng, là điểm bắt đầu cho taper 2. Dòng điện phần ứng giảm, như hàm tốc độ, tại 4.22.

Tham số này được sử dụng như ngưỡng tốc độ.

Tham số 4.22 độ dốc dòng điện 1.

Đặt nhịp độ biến đổi của dòng điện giới hạn phần ứng, ngưỡng trên được đặt bởi 4.20

Tham số 4.23 độ dốc dòng điện 2.

63

Đồ án tốt nghiệp.

Đặt nhịp độ biến đổi của dòng điện giới hạn phần ứng, ngưỡng trên được đặt bởi 4.21.

Tham số 4.24 RO vượt ngưỡng 1.

Đặt là 1 khi vượt ngưỡng 4.20

Tham số 4.25 RO vượt ngưỡng 2

Đặt là 1 khi vượt ngưỡng 4.21

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 3.11S¬ ®å l«gic m¹ch vßng dßng ®iÖn

65

Đồ án tốt nghiệp.

Đây là khâu cuối xử lý tốc độ và mômen và phản hồi để xác định tín hiệu góc mở. Đầu vào chủ đạo là dòng điện yêu cầu 04.02. Dòng điện phản hồi sau khi so sánh được đưa tới 05.02. Phản hồi dòng điện cũng là một hàm quan trọng để bảo vệ thiết bị. Tín hiệu phản hồi hiển thị liên quan tới lựa chọn ngưỡng quá tải, và được sửa đổi theo giá trị được lập trình trước thời điểm quá tải. Hia tham số thiết lập thời gian quá tải cho phép lập thời gian làm mát động cơ dài hơn thời gian làm ấm động cơ.

Tham số 5.2 RO phản hồi dòng điện.

Tín hiệu dòng điện phản hồi được lấy từ biến dòng. Nó dùng để khép kén mạch và phản ánh dòng điện phần ứng qua đó bảo vệ động cơ.

Tham số 5.2 RO dòng điện phản hồi qmps

Tín hiệu dòng điện phản hồi, được sửa đổi bởi scaling. Tham khảo 5.5 c. Tham số 5.3 RO góc mở.

Đây là đầu ra của mạch vòng dòng điện, và đầu ra tới ASIC, nó phát ra xung mở. 5.3 = 1023 hoàn là pha thuận.

Tham số 5.4 RW giới hạn sự thay đổi.

Tham số này giới hạn sự thay đổi lớn của dòng điện yêu cầu. Đối với một số động cơ kiểu cũ, đặc biệt là khi cách điện không tốt sẽ gầy phóng hồ quang trong cuốn dây.

S=I_max*6f*(5.4)/l256

Tham số 5.5 RW tính dòng điện cực đại.

Dòng điện ra cực đại được scale bởi thông số này, nó không có tác dụng bảo vệ động cơ. Đặt 5.5 bằng tính toán.

5.5 = I_max/l10 nếu I_max>1999A

5.5 = I_max nếu 200 A <I_max<1999A

5.5 = I_max* 10 nếu I_max<200A

Tham số 5.6 RW ngưỡng quá tải.

66

Đồ án tốt nghiệp.

Đặt ngưỡng của dòng điện phản hồi mà khi đó sự bảo vệ quá tải được bắt đầu.

Tham số 5.7 RW thời gian cho phép quá tải (nóng).

Là thời gian cho 5.6 sử dụng phối hợp với 5.8 sao cho 5.7<5.8. Tham khảo menu 10 và tham số 10.8.

T=(5.7)*(1000-(5.6))/((5.1) – 5.6)

Tham số 5.8 RW thời gian cho phép quá tải (lạnh).

Là thời gian cho 5.6 sử dụng phối hợp voíư 5.8 sao cho 5.7 <5.8. Tham khảo menu 10 và tham số 10.8.

t =(5.7)*(1000-(5.6))l/((5.1)-(5.6))

Tham số 5.9 RW cho phép tự điều chỉnh

Tự động điều chỉnh mạch vòng dòng điện trong khi khởi động.

Không có từ thông của động cơ nếu có một lỗi của từ thông (L11, L12 hở mạch). Nếu quan sát các yêu cầu của thiết bị.

Cho phép tự động điều chỉnh hoàn thành. Rơle “drive ready” sẽ mở khoảng 50ms sau đó tham số tự động điều chỉnh sẽ không hoạt động nữa (5.9=0). Mục đích của quá trình này cho phép quá trình tự điều chỉnh bắt đầu khi có “run permit”. Điều này là cần thiết đối với động cơ để xác định hướng quay.

Ghi chú:

Rơle “drive ready” và “run pẻmit” sẽ hoạt động ăn khớp nhau.

Nếu động cơ vận hành bởi điều khiển từ thông (menu6), từ trường sẽ được ngắt tự động.

Tham số 5.10 RW giảm bớt “endstop”

Cho phép điện áp phàn ứng tăng, trong khi hãm tới (1.16)* điện áp nguồn. Đặt (5.10)=1 tăng an toàn nhưng làm giảm bớt sự tái sinh của điện áp phần ứng cực đại tới (1.5)* điện áp nguồn.

Tham số 5.11 RO quá tải thực tế.

67

Đồ án tốt nghiệp.

Hiển thị giá trị của thời gian dòng điện quá tải. Giá trị xác định bởi 5.6, 5.7 và 5.8 khi quá tải xuất hiện. Quá tải khi 5.11 đạt đến giá trị gần với.

(1000-(5.6)) * 10/16

Giá trị của 5.11 tăng hoặc giảm là điều khiển bởi giá trị của 5.7 và 5.8 tương ứng.

Tham số 5.12 RW cổng I gián đoạn.

Sẽ được tự động điều chỉnh bởi tham số 5.9 tham số này để sửa lỗi của góc mở trong vùng dòng điện gián đoạn. Nếu 5.15 được đặt chính xác. 5.12 sẽ có hiệu chỉnh nhỏ. Nhưng nếu quá cao sẽ gây bất ổn định ((5.12)/(5.12)).

Tham số 5.13 RW cổng P liên tục.

Sẽ được tự động điều chỉnh bởi tham số 5.9. Tham số này cho phép mạch vòng dòng điện qua từng bước biến đổi của dòng điện. Nhưng nếu quá cao sẽ gây quá tải. Nếu quá thấp thì giá trị dòng điện mới sẽ đạt được chậm ((5.14)/(10.24).

Tham số 5.15 RW hằng số động cơ.

Tham số này được sử dụng để “scale” dòng điện yêu cầu yêu cầu sao cho mạch vòng điều khiển đoán đúng góc mở trong vùng dòng điện gián đoạn. Nó tự động đặt bởi thông số 5.9.

Tham số 5.17 RW phạm vi dòng điện phản hồi. Nếu 5.16 = 0 thì 5.5 đặt là amps*1

Nếu 5.16 =1 thì 5.5 đặt là amps*10. Ví dụ thiết bị M25 (5.5)=25 A*1.5*10=375

Nếu 5.16=2 thì 5.5 đặt là amps*0.1. Ví dụ thiết bị M1850 (5.5)=1850*1.5*0.1=277

Tham số 5.18 RW ngăn góc mở.

Nếu đặt là 1, cầu sẽ không mở (cả 2 cầu), và đặt lại độ trễ tăng và giảm r. Tham số 5.18 Rwcho phép dùng logic.

68

Đồ án tốt nghiệp.

Khi tác động góc mở sẽ hoàn toàn được nhỏ dần, khi thiết bị nhận được lệnh STOP và khi tốc độ giảm xuống dưới 0.8% tốc độ cực đại. Sau một thời gian trễ ngẵn, cầu sẽ khoá được ứng dụng trong trường hợp không yêu cầu duy trì mômen động cơ khi dừng lại, tham khảo 5.19

Tham số 5.19 RW chế độ

5.19 =0, 5.18 được hoạt động sau khi có lệnh stop hoặc đặt là không,

5.19=1, 5.18 được hoạt động chỉ khi có lệnh stop

Đặt 5.19 =1 không có ảnh hưởng tới 5.18 khi đang có tín hiệu dùng. Điều khiện này cho phép tốc độ trượt, định hướng quay, và các liên quan khác khi tốc độ gần không.

Tham số 5.20 RW cho phép điều khiển trực tiếp góc mở.

Khi hoạt động, góc mở 5.3 được điều khiển bởi giá trị của tham số

2.1. Chế độ này là giá trị chuẩn đoán của hệ thống, đặc biệt là khi bất ổn định tính từ lúc cho phép điều khiển thiết bị mà không có ảnh hưởng của mạch vòng tốc độ hay mạch vòng dòng điện, do đó loại trừ hiệu ứng của chúng.

Ghi chú. Phải đọc kỹ hướng dẫn. Khi đặt tham số 2.1, tại đó không có sự bảo vệ khi tăng tốc quá mức, điện áp ra hay dòng điện sẽ tăng vọt. Cũng chú ý đặt 5.20 =0 sau khi hoàn thành kiểm tra.

Tham số 5.21 RW cho phép cầu 2 khoá ngoài.

Yêu cầu chỉ đặt cho 12 xung song song 4 góc phần tư gồm 2 thiết bị sẽ chia sẻ, để ngăn ngừa một thiết bị sủ dụng cầu trong khi thiết bị khác vẫn đang còn sử dụng

Tham số 5.22 RW không cho phép điều khiển thích ứng.

Đặt 5.22 =1 để vô hiệu hoá điều khiển thích ứng. Khi điều khiển thích ứng là hoạt động (mặc định) mạch vòng dòng điện có 2 thuật toán khác nhau, một trong đó áp dụng cho vùng dòng điện gián đoạn. Nó không được áp dụng khi động cơ không tải, điều khiển thích ứng sẽ vô hiệu hoá.

Tham số 5.23 RW cho phép đơn điều khiển 12 xung.

69

Đồ án tốt nghiệp.

Khi hoạt động thiết bị sẽ hoạt động bình thường và góc mở trễ bởi 12 kênh đơn. Không thể cho hoạt động khi 4.16 và 4.17 hoạt động.

Trong 6 xung của SCR, dòng điện sẽ không liên tục nguồn AC cung cấp chu trình 180⁰ thì tải nhận được 120⁰.

xung của SCR, nguồn AC sẽ cung cấp đủ 360⁰ và dòng điện sẽ gần giống hình sin

Một lợi thế là dòng điện DC sẽ liên tục hơn khi có 12 xung, và là một ưu điểm của nó.

xung kép của thiết bị ở chế độ 4 góc phần tư 12 xung x. Tham số 5.24 RO 12 xung nối tiếp hoạt dộng.

Tham số này phải được đạt ở chế độ 1 hay 4 góc phần tư 12 xung. Tham số 5.23 sẽ được tính bởi phần mềm khi bật thiết bị và trong suốt quá trình khởi động. Nếu cầu 2 hoạt động khi 5.23 đang đọc, đầu ra không đổi hướng và 5.23 sẽ đặt về 0.

Ghi chú: ở chế độ 12 xung chiều quay sẽ được xác định bởi sự kết hợp của L1, L2, L3 (10.11=1)

Tham số 5.25 RW 12 xung song song hoạt động.

Tham số này sẽ cho động cơ hoạt động chế độ 1 hay 4 góc phần tư. Chế độ 4 góc phần tư, tham số 5.12 phải đặt là 1 và F10 được nhập vào mỗi thiết bị sẽ nối đầu ra STT5 của thiết bị khác. Đồng thời, chân nối của cả 2 thiết bị phải được nối.

Tham số 5.26 RW chuyển cầu.

Khi hoạt động (=1) tham số 5.26 là an toàn khi chuyển cầu. Điều này đòi hỏi cuộn kích từ động cơ cao.

70

Đồ án tốt nghiệp.

3.6.6. Menu 6: Điều khiển từ thông

71

Đồ án tốt nghiệp.

H×nh 3.12.§iÒu khiÓn tõ th«ng

MentorII được trang bị điều khiển từ thông. Nếu động cơ lấy nguồn kích từ bên ngoài thì thực đơn này không còn tác dụng. Thiết bị có sẵn 2 giá trị để lựa chọn dòng điện kích từ cực đại. Hơn nữa, giá gtrị thấp hơn dòng điện kích

72

Đồ án tốt nghiệp.

từ cực đại được điều khiển bởi một “timer” khi thiết bị không chạy. Từ thông có thể tự động chuyển sang chế độ tối ưu. Đầu ra của mạch vòng dòng điện kích từ là góc mở Tiristor. Dòng điện kích từ có thể điều khiển trực tiếp bằng tham số dòng điện kích từ cực đại. 06.08 và 06.09 qua đó điều khiển trự tiếp góc mở thông qua chuyển đổi 06.09. Đầu vào chủ đạo là điện áp phần ứng và tham số 06.07. Dòng điện kích từ yêu cầu là đầu ra cảu mạch vòng điện áp “back emf” và đi qua giới hạn của dòng điện kích từ cực đại và cực tiểu. Dòng điện kích từ yêu cầu cực đại khi “back emf” tính toán nhỏ hơn giá trị điểm đặt. Khi nào giá trị tính toán vượt qua giá trị điểm đặt thì mạch vòng điện áp giảm dòng điện kích từ ywu cầu để điều chỉnh “back emf” tính toán tới giá trị điểm đặt. Ngoài ra, người sử dụng có thể không sử dụng mạch vòng điện áp nhưng thêm vào một dòng điện yêu cầu. Có thể đặt 2 tham số giá trị dòng điện kích từ. Trong chế độ này, giá trị của điểm đặt “back emf” sẽ đặt cực đại, sao cho mạch vòng điện áp luôn yêu cầu dòng điện kích từ cực đại. Dòng điện yêu cầu được lựa chọn tham số dòng điện kích tùe cực đại.

Tham số 6.1 RO back emf

Tính toán “back emf” động cơ bởi điện áp phâng ứng trừ đi bù ỉ giá trị 2,

(6.5)

Tham số 6.2 RO dòng điện kích từ yêu cầu

Dòng điện yêu cầu từ mạch vòng emf, giới hạn bởi 6.8, 6.9, 6.10

Tham số 6.3 RO dòng điện kích từ phản hồi. Phản hồi của mạch vòng dòng điện kích từ.

Tham số 6.4RO góc mở.

Cho 6.4 =1000 tương ứng với “quay thuận”

Tham số 6.5 RO đầu vào 2 bù IR

Giá trị này kết hợp với 6.6 là đầu vào của lỗi tốc độ.

73

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 6.6 RW bù 2 IR

Nhân tố này dùng để tính toán IR phần ứng, tính toán điện áp phần ứng cho phép “back emf” được tính.

Nếu 6.20 =0 thì (6.5) = (3.8)*(6.6) chia 2048 Nếu 6.20 =1 thì (6.5) = (4.2)*(6.6) chia 2048 g. Tham số 6.7 đặt điểm “back emf”

Giá trị của “back emf” phần ứng, tại thời điểm từ trường yếu đi. Có thể coi là điện áp khi đạt đến tốc độ cơ sở.

Tham số 6.8 RW dòng điện kích từ cực đại 1.

Giá trị dòng điện yêu cầu max của mạch vòng emf. Nếu điều khiển kích từ sử dụng chế độ dòng điện, tham số này sẽ là dòng điện đặt cho mạch vòng điều khiển kích từ, và điểm “back emf” là mặc định sẽ là cực đại ngăn ngừa spillover xuất hiện, cách khác, nếu bảo vệ quá điện áp bởi spillover yêu cầu, thì điểm back emf sẽ là điện áp phần ứng cực đại

Tham số 6.9 RW dòng điện kích từ cực đại 2.

Thay thế 6.7 để được hiệu quả hơn. Tham khảo 6.12, 6.14 và 6.15 j. Tham số 6.10 RW dòng điện kích từ cực tiểu

Giá trị nhỏ nhất của dòng điện yêu cầu, ngăn ngùa giảm từ thông.

Tham số 6.11 RW tỷ lệ dòng điện kích từ phản hồi.

Tham số 6.11 cho phép người sử dụng điều chỉnh dòng điện phản hồi, đầu ra của giá trị 6.3, dòng điện max là 2 A hay 8A phụ thuộc vào vị trí của link J1

Ghi chú: Thiết bị có thể sử dụng thẻ MDA3, dòng điện cực đại là 10A, Tham số 6.11 lấy giá trị từ 101 đến 110 và dòng điện kích từ từ 0.5 A đến 5A với một bước 0.5A.

Điều khiển từ thông có thể được thực hiện khác bởi bộ điều khiển từ thông (chương9) cho dòng điện kích từ max 20A.

74

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 6.12 RW thời gian tiết kiệm từ thông.

cho phép thiết bị chọn từ thông max 2 một cách tự động sau khi thiết bị ngừng trong khoảng vài giây được chọn trong thông số này. Để tránh cuộn dây không bị qua nhiệt nếu thiết bị dừng mà quạt gió động cơ tắt, hay duy trì giảm dòng điện kích từ khi động cơ không sử dụng.

Tham số 6.13 RW cho phép điều khiển từ thông n. Tham số 6.14 RW chọn từ thông cực đại 2.

Đặt là 1 khi từ thông max2 . Tự động điều chỉnh bởi 6.12 nếu 6.15 đặt là1. Lựa chọn thời gian trễ (tham khảo 6.12).

Tham số 6.15 RW lựa chọn mạch vòng dòng điện kích từ. Khi hoạt động (=1) tham số 6.14 sẽ tự động điều khiển bởi 6.12

Tham số 6.16 RW lựa chọn mạch vòng dòng điện kích từ.

Khi đặt là (=0), mạch vòng từ thông giảm. Nó được áp dụng khi không ổn định.

Tham số 6.17 RW mạch vòng điện áp.

Đặt 6.17 =1 để tăng lên gấp đôi.

Tham số 6.18 RW cho phépbù mạch vòng tốc độ.

Tham số này điều chỉnh mạch vòng tốc độ (menu3) để bù khi từ thông biến động giảm trong lúc điều khiển từ thông vì mômen không thay đổi đáng kể.

G=06.08/l06.02 (hệ số điều chỉnh mạch vòng tốc độ)

Tham số 6.19 RW điều khiển trực tiếp góc mở.

Cho phép 6.8 điều khiển trực tiếp góc mở. Cho phép hoạt động mà không có điện áp hoặc mạch vòng dòng điện, cho mục đích chuẩn đoán.

Ghi chú: Chế độ này không bảo vệ quá điện áp và dòng điện kích từ.

Tham số 6.20 RW lựa chọn thay thế bộ so sánh IR2.

75

Đồ án tốt nghiệp.

Mặc định khi 3.8 =0 và 1.20 =1. Xác định nguồn bù IR2. Nguồn lựa chọn có thể là lỗi tốc độ 3.8 hay đặt tốc độ cứng 1.20.

Tham số 6.21 RW góc mở khi “endstop”

Hạn chế góc mở khi điện áp cao đặt lên cuộn dây phần kích từ.

Tham số 6.22 RW lựa chọn điều khiển và nửa điều khiển.

Mặc định là 0 (nửa điều khiển). Đặ nữa điều khiển hoặc hoàn toàn. Có thể dùng FXM5 để điều khiển từ thông. Sử dụng FXM5 để điều khiển chế độ hoàn toàn, đặt 6.22=1 và LK3 ở vị trí “full control”

Tham số 10.1 RO vận tốc thuận 0=thiết bị đứng yên hoặc chạy ngược.

1=thiết bị chạy thuận lớn hơn ngưỡng tốc độ không.

Khi phản hồi bằng phát tốc, TB –9 âm với đầu không TB1-10 Khi phản hồi bằng điện áp phần ứng, A1 dương với đầu không A2 Khi phản hồi bằng phản hồi số, kênh A nhanh hơn kênh B

Tham số 10.2 RO vận tốc ngược.

0=thiết bị đứng yên hoặc chạy thuận.

1=thiết bị chạy thuận lớn hơn ngưỡng tốc độ không.

Khi phản hồi bằng phát tốc, TB –9 âm với đầu không TB1-10 Khi phản hồi bằng điện áp phần ứng, A1 dương với đầu không A2 Khi phản hồi bằng phản hồi số, kênh A nhanh hơn kênh B

Ghi chú: Nếu 10.1=10.2, động cơ đứng yên hoặc chạy nhỏ hơn ngưỡng tốc độ không. Trong điều kiện này, 10.9=1 và đen LED “zero speed” sáng.

Tham số 10.3 RO dòng điện giới hạn 0= thiết bị không ở giới hạn dòng điện 1= thiết bị ở trong giới hạn dòng điện.

Đồ án tốt nghiệp.

Chỉ báo rằng tổng dòng điện yêu cầu 4.1 và 4.9 được giới hạn bởi 4.3 hoặc bởi một cầu giới hạn.

Tham số 10.4 RO cho phép cầu 1.

Chỉ báo rằng cầu 1 (chạy thuận hay cầu dương) được mở. Nhưng không nhất thiết rằng cầu đang hoạt động, có thể do sự truyền dẫn phụ thuộc vào góc mở hay điều kiện hoạt động.

Tham số 10.6 RO pha điện.

0=xung mở không thực hiện

1=xung mở thực hiện (tại lúc dừng)

Chỉ báo rằng thiết bị đã đạt tới tốc độ đặt, 2.1 =1.3 và so sánh 3.1 với 3.2 kết quả trong một lỗi tốc độ <1.5% tốc độ tối đa. Tín hiệu ngoài nhận được qua đầu ra ST2 tới chân TB2-16 nếu 9.13 đặt mặc định.

Tham số 10.8 RO quá tốc độ

Chỉ báo rằng phản hồi tốc độ 3.2 >1000, tốc độ đã vượt khỏi phạm vi động cơ đang chạy nhanh hơn tốc đọ cực đại của thiết bị. Hàm này chỉ để thông báo không truyền lại tính hiệu

Tham số 10.9 RO tốc độ không

Đặt tốc độ phản hồi 3.2 < tốc độ ngưỡng không 3.23 tham khảo 10.1,

10.2

Tham số 10.10 RO giữ điện áp phần ứng

Khi 10.10 được kích hoạt thì cản trở điện áp phần ứng không tăng thêm nữa. Tham khảo 3.15

Tham số 10.11 RO đảo pha

Chiều quay được xác định từ L1, L2, L3

Ghi chú: Việc nối E1 và E3 phải chính xác. Tham khảo hình vẽ 2.2

Tham số 10.12 RO: Tình trạng thiết bị

1= thiết bị hoạt động và không có lỗi.

77

Đồ án tốt nghiệp.

Tham số 10.13 RO báo động. 0= không báo động 1= báo động sắp xảy ra quá tải.

Chỉ báo rằng thiết bị quá tải và sẽ vwotj qua quá tải 10.18 nếu quá tải không mất đi thời gian để vượt qua quá tải tuỳ thuộc vào sự thiết đặt của 5.6 và 5.7 về quá tải.

Chỉ định mà báo động kích hoạt là đen LED “alam” sáng. Tính hiệu ngoài được cung cấp qua đầu ra ST3 tới chân TB –17 miễn là tham số 9.19 là mặc định.

Tham số 10.14 RO mất từ thông.

0= còn từ thông

1= mất từ thông

Chỉ báo rằng, không có dòng điện được cung cấp vào kích từ

Tham số 10.15 RO mất phản hồi 0= có phản hồi

1= mất phản hồi tốc độ hoặc đảo cực tính

Chỉ báo rằng không có tín hiệu phản hồi, hay cực tính bị đảo. Mất phản hồi không được phát hiện cho đến khi góc mở tiến tới giá trị của 5.3>767. Điều kiện này ngăn ngừa từ phát hiện 10.30

Tham số 10.16 RO mất nguồn hay pha

Chỉ báo sự mất một hoặc nhiều pha nối tới L1, L2, L3 có thể vô hiệu hoá bởi 10.31

Tham số 10.17 RO

Chỉ báo rằng dòng điện lớn hơn 2 lần dòng điện max xuất hiện. Xung mở được triệt tiêu, thiết bị được ngắt.

Tham số 10.18 RO quá tải

0= sự quá tải chưa được phát hiện

1= sự quá tải được phát hiện

78

Đồ án tốt nghiệp.

Chỉ báo rằng phản hồi dòng điện 5.1 đã vượt ngưỡng quá tải 5.11 giảm về không. Điều này được đặt ở 5.7 khi dòng điện > ngưỡng và đặt ở 5.8 khi dòng điện < ngưỡng. Đó chính là thời gian vượt qua quá tải (5.1 = 1000). Hàm này mô phỏng hoạt động của cái rơle nhiệt và đặc tính nhiệt của động cơ.

Tham số 10.19 RO hệ thống giám sát 1

Khi thiết bị hoạt động bình thường bộ đồng hồ giám sát sẽ tự hoạt động định kỳ bởi bộ giám sát 1. Hệ thống sẽ tắt thiết bị khi giám sát thấy tín hiệu lỗi.

Tham số 10.20 RO hệ thống giám sát 2

Tham số 10.21 quá nhiệt động cơ.

10.21 =1 chỉ báo rằng có lỗi ở đầu vào nhiệt điện trở động cơ v. Tham số 10.22 RO quá nhiệt ở cánh tản nhiệt

10.22=1 chỉ báo rằng SCR quá nhiệt điện trở động cơ.

Tham số 10.23 RO bão hoà mạch vòng tốc độ

0=không bão hoà

1=bão hoà

Chỉ báo rằng, đầu ra của mạch vòng tốc độ, dòng điện yêu cầu 4.1 thu được là giới hạn. Bởi vì ứng dụng của một giới hạn dòng điện hay một dòng điện không, và xuất hiện khi động cơ chạy chậm.

Tham số 10.24RO dòng điện yêu cầu không 0=dòng điện yêu cầu>0 1= dòng điện yêu cầu =0

Chỉ báo dòng điện yêu cầu đang tới không. Nó có thể xuất hiện khi mất tải đột ngột, thiết bị ở chế độ điều khiển mômen với tốc độ tăng quá. Tốc độ có thể đạt tới ngưỡng là nguyên nhân gây ra mạch vòng tốc độ giảm dòng điện yêu cầu không tới

Y1) Tham số 10.25RO

Y2) tham số 10.26RO

79

Đồ án tốt nghiệp.

Y3) Tham số 10.27RO

Y4) Tham số 10.28RO

Bốn tham số này cung cấp cho ta liên tục 4 lỗi xảy ra. Chúng được cập nhật khi một lỗi mới xuất hiện

Z1) Tham số 10.29RW tránh hiện tượng mất từ thông

Z2) Tham số 10.30RW tránh hiện tượng mất phản hồi

Ngăn ngừa thiết bị lỗi khi phản hồi tốc độ mất. Trong trường hợp Z3) Tham số 10.31 RW tránh mất pha nguồn

Ngăn ngừa thiết bị lỗi khi mất pha của nguồn, cho phép thiết bị bỏ qua sự gián đoạn của nguồn

Z4) Tham số 10.32 RW tránh động cơ quá nhiệt

Ngăn ngừa thiết bị lỗi khi cảm biến nhiệt độ động cơ làm thay đổi điện

trở

Z5) Tham số 10.33 RW tránhquá nhiệt ở tản nhiệt

Ngăn ngừa thiết bị lỗi khi cảm biến nhiệt độ của tản nhiệt lớn hơn 100⁰C Z6) Tham số 10.34 RW lỗi ngoài

Nếu thiết bị bình thường, 10.35 =0. Nếu có lỗi ngoài, người sử dụng có thể lập trình để điều khiển (tham khảo menu8). Nó có thể được kiểm soát thông qua cổng nối tiếp.

Z7) Tham số 10.35 RW xử lý lỗi 2

Nếu thiêt bị bình thường, 10.35 = 0Giá trị của 10.35 liên tục được theo dõi bởi bộ xử lý. Thiết bị sẽ báo lỗi ngay khi có thông tin nối tiếp, hay bộ xử lý 2. Nếu 10.35 = 255 thì giống như RESET.

Z5) Tham số 10.33 RW tránh mất vạch vòng dòng điện Khi 10.36 = 1 mất mạch vòng dòng điện

Tham số 11.11 RW địa chỉ nối tiếp

Đồ án tốt nghiệp.

Định nghĩa địa chỉ duy nhất của thiết bị khi nối nhiều thiết bị. Khi > = 100 thì đặt là 99.

Tham số 11.12RW tốc độ truyền Có hai tốc độ truyền tin tiêu chuẩn. – 0 =4800 baud

– 1 = 9600baud

Phải đặt trước khi hoạt động

Tham số 11.13RW kiểu truyền tin nối tiếp

Định nghĩa kiểu truyền tin. Có 3 kiểu: trong đó kiểu một ứng dụng trong

đồ án

Kiểu 1: truyền tin giữa thiết bị và công cụ điều khiển như máy tính, PLC d) Tham số 11.15 RO bộ xử lý 1

Hiển thị thông số phần mềm thiết đặt cho bộ xử lý 1.

e) Tham số 11.16RO bộ xử lý 2

Bộ xử lý 2 dùng cho phần mềm đặc biệt.

f) Tham số 11.17RW mã bảo vệ mức 3

Nếu tham số này = 0, tất cả các tham số RW được cập nhật tuỳ ý mà không có mã an toàn nào. Đặt 00 = 1 và bấm nút RESET.

g) Tham số 11.18RW Thiết bị đặt tham số

Sử dụng để thiết đặt tham số tại bàn phím

h) Tham số 11.19 RW chương trình nguồn nối tiếp

Định nghĩa bởi một thông số vào hoặc ra. Khi kiểu truyền tin 2 và 3 được chọn. Tham khảo 11.13

i) Tham số 11.20RW

áp dụng khi kiểu truyền tin 3. Tham khảo 11.13 j) Tham số 11.21RW byte LED

Giá trị hiển thị tương đương thập phan với bit mẫu

81

Đồ án tốt nghiệp.

Bít 7 cảnh báo

Bít 6 tốc độ không

Bít 5 chạy thuận

Bít 4 chạy ngược

Bít 3 cầu 1

Bít 2 cầu 2

Bít 1 tốc độ

Bít 0 giới hạn dòng điện

k) ) Tham số 11.22RW hàm LED

khi 11.12 = 1 hàm LED có thể điều khiển bởi thông tin nối tiếp hay xử lý 2. LED hiển thị nhị phân tương đương với giá trị của 11.21

82

Đồ án tốt nghiệp.

CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH PHẦN MỀM ỨNG DỤNG

Mentor II có khả năng kết nối với các thiết bị bên ngoài, PLC, máy tính. Khi muốn điều chỉnh tốc độ của động cơ ta điều chỉnh bằng biến trở nối vào 3 đầu TB3- 1, TB3- 2 và TB3- 3. Đồng thời ta có thể điều chỉnh các tham số của Mentor II bằng bàn phím của thực đơn, tham số và dữ liệu. Vì vậy người sử dụng không biết được ý nghĩa của tham số này nếu chưa tím hiểu. Để khắc phục nhược điểm này Mentor II có phần mềm MentorSoft dùng để gửi dữ liệu từ máy tính qua cổng Com đến Mentor II.

Phần mềm MentorSoft là phần mềm khá mạnh của Control Techniques. Có thể điều khiển mọi tham số kể cả khi đang hoạt động ở chế độ bảo mật( điều này không cho phép truy cập bàn phím của Mentor II ). Ngoài ra còn hỗ trợ các mục hướng dẫn và ý nghĩa của tham số. Tuy nhiên phần mềm này khá phức tạp, trước khi sử dụng phải tìm hiểu về Mentor II và MentorSoft.

MentorSoft là phần mềm cho phép điều khiển và hiển thị đầy đủ tất cả các tham số bên trong Mentor II.

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 4.1: Giao diện chính của MentorSoft

Mentor II có hai kiểu truyền thông cơ bản là ONLINE vàOFFLINE. ở chế độ ONLINE máy tính được nối Mentor II qua cổng nối tiếp. Dữ liệu của thiết bị được hiển thị lên. Các tham số đọc, ghi và sơ đồ thực đơn sẽ được truy nhập bất kỳ lúc nào.

chế độ OFFLINE MentorSoft không yêu cầu kết nối với Mentor II. Mỗi tham số có thể được hiển thị và thay đổi.

Màn hình hiển thị của MentorSoft có 4 phần chính: Trạng thài thực đơn và truyền thông.

Lựa chọn thực đơn Sửa đổi tham số

Màn hình hiển thị chính.

Trạng thái và màu của đèn LED truyền thông chỉ báo trạng thái truyền thông của MentorSoft. Đèn LED có 3 trạng thái:

Màu xanh lá cây: Mở cổng và truyền dữ liệu thành công

Màu đỏ : Mở cổng nhưng không gửi dữ liệu

Màu đen: Không mở cổng

84

Đồ án tốt nghiệp.

Danh sách hiển thị

Hình 4.2 danh sách hiển thị

cho phép người sử dụng lựa chọn hình hiển thị. Ta cũng có thể thay đổi bằng cách kích vào mũi tên ngang

Phía trên bên phải màn hình chính.

Bảng trạng thái chỉ tình trạng truyền thông hiện thời và trình bày chi tiết truyền thông khi thiết bị kiểm tra hoặc gửi dữ liệu mới cho tham số. Nếu dòng chữ màu đen, truyền thông hoạt động bình thường. Nếu dòng chữ màu đỏ, truyền thông bị lỗi.

Phía bên dưới là phần hiển thị giá trị của điện áp, dòng điện phần ứng và tốc độ đặt. Ngoài ra còn có thêm một giá trị bất kỳ được hiển thị tuỳ thuộc vào người sử dụng.

Giao diện so sánh cho phép một thực đơn hiển thị dưới dạng một danh sách giá trị của các tham số trong thực đơn được hiển thị với giá trị mặc định của nó.

Trong mục DisplayType and Mondel là nơi ta chọn loại Mentor II mà ta cần điều khiển. Và quan trọng hơn la chọn đúng chế độ làm việc của Mentor II đó. Nghĩa là người sử dụng phải biết được Mentor II đó đang mắc theo sơ đồ nối dây một góc phần tư hay bốn góc phần tư để chọn cho đúng

85

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 4.3: Giao diện so sánh của MentorSoft Ta chọn thực đơn cần hiển thị qua mục

Hình 4.4: Mục lục chọn hiển thị thực đơn.

Sau khi đã lựa chọn được thực đơn nếu muốn điều chỉnh tham số nào thì ta kích chuột vào tham số đó. Nếu kích đơn ta sẽ truy nhập tham số ngay trên giao diện này

Hình 4.5: Mục thay đổi giá trị tham số được lựa chọn đơn.

Người sử dụng nhập vào và kích chuột vào nút Change bên cạnh để thực hiện thay đổi. Nếu kích đúp thì giao diện chi tiết của tham số sẽ hiện lên.

86

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 4.6: Giao diện chi tiết tham số của MentorSoft

Giao diện này cho ta thông tin về tham số được chọn như :định nghĩa tham số, tên, kiểu và phạm vi được hiển thị. Ngoài ra ta có thể dùng các nút

để tăng, giảm các thực đơn hay tham số kế cận tham số hiện hành.

Màn hình thực đơn trình bày một sơ đồ logic bên trong của thiết bị.

Người sử dụng sẽ thấy được các giá trị của tham số hiện tại.

Nháy đúp vào tham số nào sẽ xuất hiện giao diện chi tiết của tham số đó. Tham số nào tô màu đen chỉ báo rằng tham số này không xuất hiện trong kiểu đó.

Tiếp theo ta tìm hiểu giao diện thực đơn của MentorSoft. Giao diện này là các sơ đồ khối logic khối điều khiển của Mentor II . Qua đó giúp ta hiểu

thêm về các tham số của Mentor II như chúng nằm ở vị trí nào và xác định rõ hơn vai trò của nó. Khi muốn thay đổi giá trị của một tham số nào đó, ta chỉ cần kích chuột vào nó. Đây cũng là một ưu điểm của MentorSoft

87

Đồ án tốt nghiệp.

Hình 4.7: Giao diện thực đơn của MentorSoft

Giao diện trong một File/ General Setup… cho phép đặt các thông số về các chương trình và truyền thông.

Hình 4.8: Giao diện cài đặt chung của MentorSoft

Mục General Setup cho ta chọn những thông tin cơ bản để đảm bảo giao tiếp được và chính xác Mentor II yêu cầu người sử dụng phải chọn địa chỉ cổng Com mà mình giao tiếp với Mentor II tại mục Comm Port. Sau đó ta phải rõ Mentor II cần điều khiển đang đặt tốc độ truyền thông và số thứ tự là bao nhiêu để đặt cho đúng.

Nếu nhận được Mentor II trả lời về “NAK” hoặc không có tín hiệu đáp lại thì cần tăng thời gian đợi ở mục

Hình 4.9: Mục đặt thời gian đợi

88

Đồ án tốt nghiệp.

Qua tìm hiểu sơ bộ về phần mềm MentorSoft. Ta thấy rằng, phần mềm này khá phức tạp, trước khi sử dụng phải tìm hiểu Mentor II trực quan và dễ dàng cho người sử dụng. Phù hợp với những người có thời gian tiếp cận với những người có thời gian tiếp cận với Mentor II và MentorSoft không được nhiều.

Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài :Tìm hiểu hệ truyền động động cơ một chiều dùng bộ điều chỉnh MentorII ,với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Quang Địch .Đến nay em đã hoàn thành đồ án .Qua tập đồ án này đã giúp em nắm vững về nhữngkiến thức cơ bản đã học về phương pháp truyền động động cơ một chiều .Nhờ vậy tập đồ án hoàn thành nững yêu cầu đã đề ra.

Với kiến thức tài liệu thông tin có hạn , nên đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót .Rất mong được sự góp ý chân tình của các thầy cô giáo trong nhà trường đặc biệt là các thầy cô trong khoa

89

Đồ án tốt nghiệp.

điện và các bạn đã cho bản thuyết minh ngày càng được hoàn thiện hơn .

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn trực tiếp Nguyễn Quang Địch và các thầy cô trong khoa điện cho việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp của em đúng thời hạn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Vũ Gia Hanh, Trần Khánh Hà, Phan Tử Thụ, Nguyễn Văn Sáu Máy Điện-Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật -1998

2.Bùi Quốc Khánh,Nguyễn Văn Liễn, Nguyễn Thị Hiền Truyền động điện-Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-2001

3.Nguyễn Bính

Điện tử công suất-2000

90

Đồ án tốt nghiệp.

4.Control techniques

Menter II user guide-Control techniques drives Ltd-2003

91

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 16, 2019

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn cấp cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-t%E1%BB%91t-nghi%E1%BB%87p-Thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-ngu%E1%BB%93n-c%E1%BA%A5p-cho-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1-%C4%91i%E1%BB%87n-m%E1%BB%99t-chi%E1%BB%81u-k%C3%ADch-t%E1%BB%AB-%C4%91%E1%BB%99c-l%E1%BA%ADp-c%C3%B3-%C4%91%E1%BA%A3o-chi%E1%BB%81u.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế nguồn cấp cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều

Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì ứng dụng của điện tử công suất vào các ngành công nghiệp nói chung và công nghiệp điện tử nói riêng. Các thiết bị điện tử có công suất lớn được chế tạo ngày một nhiều và động cơ một chiều được coi là quan trọng và được sử dụng rộng rãi ở nhiều ngành nghề khác nhau. Chủ yếu là được làm động cơ điện, máy phát điện…

Để hiểu rõ được vai trò của ĐTCS và động cơ điện một chiều, thì trong đồ án tốt nghiệp về: Thiết kế nguồn cấp cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập có đảo chiều” của em ta sẽ hiểu rõ hơn.

Do kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế của em thì không tránh khỏi những sai sót, nên kính mong các thầy cô thông cảm và bỏ qua cho em.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn TĐHXNCN đặc biệt là thầy giáo TS. Trần Văn Huy đã nhiệt tình hướng dẫn để em hoàn thành đồ án tôt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn tha

Sinh viên

Nguyễn Ngọc Hợp

Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhưng động cơ điện một chiều vẫn tồn tại. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằng phẳng và phạm vi rộng. Vì động cơ điện một chiều có đặc tính làm việc rất tốt trên các mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, thậm chí từ tốc độ bằng 0).. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tôc độ tốt , có nhiều ưu điểm hơn so với một số loại động cơ khác. Không những cấu tạo đơn giản mà còn đạt chất lượng điều chỉnh tốc độ tốt, vì vậy nhiều ngành công nghiệp sử dụng.

Động cơ điện một chiều có thể chia làm hai phần chính là: Phần tĩnh (stato)

Phần quay (rôto)

Hình 1-1. Cấu tạo động cơ điện một chiều

Đây là phần đứng yên của động cơ, bao gồm các bộ phận chính sau:

Cực từ chính:

Hình 1.2 Cực từ chính

Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường, gồm lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ.
- Lõi sắt cực từ làm bằng thép kĩ thuật điện dày ( 0,5 –1)mm ép lại và tán chặt.
- Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện.

Trong các máy công suất nhỏ, cực từ chính là một nam châm vĩnh cửu.

Trong các máy công suất trung bình và lớn, cực từ chính là nam châm điện.

Cực từ phụ:

Cực từ phụ: đặt giữa cực từ chính và dùng để cải thiện điều kiện làm việc của máy điện và đổi chiều
- Lõi thép cực từ phụ có thể là một khối hoặc có thể được ghép bởi các lá thép tùy theo chế độ làm việc.

Xung quanh cực từ phụ được đặt dây quấn cực từ phụ, dây quấn cực từ phụ được nối với dây quấn phần ứng.

Gông từ:

Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy.

Các bộ phận khác:

– Nắp động cơ: để bảo vệ động cơ khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn hay an toàn cho người sử dụng.

– Cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ 1 lò xo tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá đỡ chổi than và cách điện với giá.

Phần quay (rôto) bao gồm những bộ phận sau:

a.Lõi thép phần ứng: dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kĩ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây lên.

– Trong máy điện nhỏ, lõi thép phần ứng được ép trực tiếp vào trục.

– Trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto.

Dây quấn phần ứng:

Hình 1-3. Sơ đồ cách quấn dây

Là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy qua.

– Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng có bọc cách điện.

Trong máy điện công suất nhỏ, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện tròn. Trong máy điện công suất vừa và lớn, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện hình chữ nhật.

Cổ góp:

Hình 1- 4. Cấu tạo cổ góp

– Cổ góp dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều.

– Cổ góp có nhiều phiến đồng có đuôi nhọn, cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4—1,2mm và hợp thành một trụ tròn. Hai đầu trụ tròn dùng hai vành ốp hình chữ V ép lại. Giữa vành góp có cao hơn để làm các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng.

Các bộ phận khác:

– Cánh quạt: quạt gió làm mát động cơ.

– Trục động cơ: trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi.

Có 4 loại động cơ điện một chiều thường dùng sau:

– Động cơ điện kích từ độc lập

Khi nguồn một chiều có công suất không đủ lớn, mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn 1 chiều độc lập nhau nên

I = I_ư

– Động cơ điện kích từ song song

Khi nguồn một chiều có công suất vô cùng lớn và điện áp không đổi, mạch kích từ được mắc song song với mạch phần ứng nên

I = I_ư+ I_t

– Động cơ điện kích từ nối tiếp

Hình 1.7: Sơ đò nối dây của động cơ kích từ nối tiếp

Cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần ứng, cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở nhỏ, số vòng dây ít chế tạo dễ dàng nên ta có

I = I_ư =I_t

Động cơ điện kích từ hỗn hợp

Động cơ kích từ hỗn hợp gồm 2 dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ yếu.

I = I_ư+ I_t

Phương trình đặc tính cơ điện : ω = – I_ư

Phương trình đặc tính cơ : ω = – M

Trong đó: + U_ư : điện áp phần ứng ( V )

+ E: sức điện động phần ứng ( V )

+ R_ư : điện trở của mạch phần ứng (W)

+ R_f : điện trở phụ của mạch phần ứng (W)

+ I_ư : dòng điện mạch phần ứng. (A)

+ F: từ thông qua một cực từ (Wb)

+ w: tốc độ góc của rôto, ( rad/s)

+ k = hệ số cấu tạo của động cơ

+ M: mô men điện của động cơ

Từ hai phương trình đặc tính trên ta có các thông số ảnh hưởng :

+ Anh hưởng của điện trở phần ứng: để thay đổi điện trở phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R_f vào mạch phần ứng. R_f càng lớn thì tốc độ của động cơ càng giảm, đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm.

+ Anh hưởng của điện áp phần ứng: khi giảm điện áp thì mômen ngắn mạch giảm, dòng điện ngắn mạch giảm và tốc độ của động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất định.

+Anh hưởng của từ thông: thay đổi từ thông bằng cách thay đổi dòng điện I_kt động cơ. Khi giảm từ thông thì vận tốc động cơ tăng.

Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

Hình 1.8 Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn U_kt , dây cuốn kích từ sinh ra từ thông F_max tức là phải giảm điện trở của mạch kích từ R_kt đến nhỏ nhất có thể. Cũng cần đảm bảo không xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ = 0, M = 0, động cơ sẽ không quay được, do đó E_ư= 0 và theo biểu thức U=E_ư = R_ư.I_ư thì dòng điện sẽ rất lớn làm cháy động cơ. Nếu mômen động cơ điện sinh ra lớn hơn mômen cản rôto bắt đầu quay và suất điện động E_ư sẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n. Do sự suất hiện và tăng lên của E_ư , dòng điện I_ư sẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn.

Động cơ điện một chiều có hai nguồn năng lượng:

Nguồn kích từ cấp vào cuộn kích từ để sinh ra từ thông kích từ.
Nguồn phần ứng được dưa vào hai chổi than để đưa vào hai cổ góp của phần ứng.

Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi than trong dây quấn phần ứng có điện. Các thanh dẫn cho dòng điện nằm trong từ trường sẽ chiụ lực tác dụng làm rôto quay. Chiều lực từ xác định theo qui tắc bàn tay trái.

Khi phần ứng quay được nủa vòng, vi trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau. Do đó có phiếu góp chiều dòng điện giữ nguyên làm cho lực từ tác động không thay đổi.

Khi quay, các thanh dẫn cắt từ trường sẽ cảm ứng với suất điện động E_ư chiều của nó được xác diịnh theo qui tắc bàn tay phảI, ở động cơ chiều SĐĐ E_ư ngược chiều dòng điện I_ư nên E_ư gọi là sức phản điện động.

Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều

ω = – .M

ta thấy việc điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều có thể thực hiện bằng cách thay đổi các đại lượng R_ư ,U, F.

Điều khiển tốc độ là một trong những nội dung chính của truyền động điện tự động nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ của các máy sản xuất. Để đánh giá chất lượng của một hệ thống truyền động điện thường căn cứ vào một số chỉ tiêu sau:

Sai số tốc độ:

Sai số tĩnh tốc độ là đại lượng đặc trưng cho độ chính xác duy trì tốc độ đặt và được đánh giá thông qua:

Mong muốn: sai số w_đ = w

s% càng nhỏ càng tốt.

– Tính liên tục( độ trơn dải điều chỉnh)

g = w_{i + 1}/w_i

w_{i + 1} » w_i: hệ thống điều khiển liên tục

w_{i + 1} ¹ w_i : hệ thống điều khiển nhảy cấp

Mong muốn g ® 1: hệ truyền động có thể làm việc ổn định ở mọi giá trong suốt dải điều chỉnh.

Dải điều khiển tốc độ

Dải điều khiển tốc độ ( D) là tỉ số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của tốc độ làm việc ứng với mômen tải đã cho:

Mong muốn D càng lớn càng tốt

Ngoài ra còn các chỉ tiêu khác như: chỉ tiêu kinh tế, kích thước.

Nguyên lý điều khiển

Trong phương pháp này người ta giữ U = U_đm; F = F_đm và nối thêm điện trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng.

Độ cứng của đường đặc tính cơ:

Ta thấy khi điện trở càng lớn thì b càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc và do đó càng mềm hơn.

Hình1.9 đường đặc tính cơ khi thay đổi R_f

ứng với R_f = 0 ta có độ cứng tự nhiên b_TN có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng lớn hơn tất cả các đường đặc tính cơ có điện trở phụ.

Như vậy, khi ta thay đổi R_f ta được một họ đặc tính cơ thấp hơn đặc tính cơ tự nhiên.

Đặc điểm của phương pháp
- Điện trở mạch phần ứng càng tăng thì độ dốc đặc tính càng lớn, đặc tính cơ càng mềm, độ ổn định tốc độ càng kém và sai số tốc độ càng lớn.
- Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ trong vùng dưới tốc độ định mức ( chỉ cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm).
- Chỉ áp dụng cho động cơ điện có công suất nhỏ, vì tổn hao năng lượng trên điện trở phụ làm giảm hiệu suất của động cơ và trên thực tế thường dùng ở động cơ điện trong cần trục.
Đánh giá các chỉ tiêu

Tính liên tục: phương pháp này không thể điều khiển liên tục được mà phải điều khiển nhảy cấp.
Dải điều chỉnh phụ thuộc vào chỉ số mômen tải. Tải càng nhỏ thì dải điều chỉnh D = w_max / w_min càng nhỏ. Phương pháp này có thể điều chỉnh trong dải D = 3 : 1
Giá thành đầu tư ban đầu rẻ nhưng không kinh tế do tổn hao trên điện trở phụ lớn.
Chất lượng không cao dù điều khiển rất đơn giản.

Nguyên lý điều khiển

Giả thiết U= U_đm; R_ư = const . Muốn thay đổi từ thông động cơ ta thay đổi dòng điện kích từ.

Thay đổi dòng điện trong mạch kích từ bằng cách nối nối tiếp biến trở vào mạch kích từ hay thay đổi điện áp cấp cho mạch kích từ.

Bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tối đa (F = F_max) mà phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nên chỉ có thể điều chỉnh theo hướng giảm từ thông F tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng trên tốc độ định mức.

® Khi giảm F thì tốc độ không tải lý tưởng tăng, còn độ

cứng đặc tính cơ giảm, ta

thu được họ đặc tính cơ nằm trên đặc tính cơ tự nhiên.

Khi tăng tốc độ động cơ bằng cách giảm từ thông thì dòng điện tăng và tăng vượt quá mức giá trị cho phép nếu mômen không đổi. Vì vậy muốn giữ cho dòng

Hình1.10 đặc tính cơ khi thay đổi từ thông

điện không vượt quá giá trị cho phép đồng thời với việc giảm từ thông thì ta phải giảm M_t theo cùng tỉ lệ.

Đặc điểm của phương pháp
- Phương pháp này có thể thay đổi tốc độ về phía tăng.
- Phương pháp này chỉ điều khiển ở vùng tải không quá lớn so với định mức.
- Việc thay đổi từ thông không làm thay đổi dòng điện ngắn mạch.
- Việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông là phương pháp điều khiển với công suất không đổi.
  - Đánh giá các chỉ tiêu điều khiển
- Sai số tốc độ lớn: đặc tính điều khiển nằm trên và dốc hơn đặc tính tự nhiên.
- Dải điều khiển phụ thuộc vào phần cơ của máy. Có thể điều khiển trơn trong dải điều chỉnh D = 3 :1
- Tính liên tục: vì công suất của cuộn dây kích từ bé, dòng điện kích từ nhỏ nên ta có thể điều khiển liên tục với F » 1
- Phương pháp này được áp dụng tương đối phổ biến, có thể thay đổi liên tục và kinh tế ( vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích từ = (1 – 10)%I_đm của phần ứng nên tổn hao điều chỉnh thấp).

® Đây là phương pháp gần như là duy nhất đối với động cơ điện một chiều khi cần điều chỉnh tốc độ lớn hơn tốc độ điều khiển.

Nguyên lý làm việc

Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn (máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển.)

ở phương pháp này: U = var;

F_đm = const; R_f = 0

Khi thay đổi phần ứng ( thay đổi theo chiều giảm điện áp), vì từ thông của động cơ được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ không tải lí tưởng w_o = U /k.F thay đổi tùy thuộc vào giá trị điện áp phần ứng.

Do đó ta thu được họ đặc tính mới song song và thấp hơn đặc tính cơ tự nhiên tức là vùng điều khiển tốc độ nằm dưới tốc độ định mức.

Hình1.11 đặc tính cơ khi thay đổi U_ư

Đặc điểm của phương pháp
- Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng thấp.
- Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh.
- Độ cứng đặc tính cơ cao và được giữ không đổi trong toàn dải điều chỉnh.
- Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm
- Rất dễ tự động hóa khi dùng chỉnh lưu có điều khiển.
- Phương pháp này điều khiển với mômen không đổi vì F và I_ư đều không đổi.
Đánh giá chi tiêu điều khiển
- Sai số tốc độ lớn ( sai số tốc độ bằng sai số tốc độ của đặc tính cơ tự nhiên)
- Tính liên tục: điện áp của động cơ được điều khiển bằng bộ biến đổi. Các bộ biến đổi hiện nay đều có công suất bé nên có thể điều chỉnh liên tục.
- Dải điều chỉnh có thể đạt được D = 10:1

® Đây là phương pháp duy nhất có thể điều chỉnh liên tục tốc độ động cơ trong vùng tốc độ thấp hơn tốc độ định mức đối với động cơ một chiều.

Þ Qua việc xét ba phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ ta thấy phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng là triệt để và có nhiều ưu điểm hơn cả nên ta chọn phương pháp này để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.

Hình 1.12 sơ đồ nguyên lý đảo chiều phần ứng

Hình 1.13 sơ đồ nguyên lý đảo chiều phần kích từ

Chiều lực từ tác dụng vào dòng điện được xác định theo qui tắc bàn tay trái. Khi đảo chiều từ thông hay đảo chiều dòng điện thì lực tư có chiều ngược lại, vậy muốn đảo chiều động cơ điện 1 chiều ta thực hiện 1 trong 2 cách như hình vẽ trên.Và đường đặc tính cơ khi quay thuận và khi quay ngược là đối xứng nhau qua gốc tọa độ.
Nguyên lý:

Khi ta thực hiện 1 trong 2 cách đảo chiều phần ứng động cơ hoặc phần kích từ thì nguyên tăc chung là:

Ta muốn quay thuận thì chỉ việc ấn 2 tiếp điểm thuongf đóng T lại khi đó 2 tiếp điểm thường mở là N sẽ mở ra và dòng điện sẽ đI qua 2 tiếp điểm T è Quay thuận.

Ta muốn quay ngược thì chỉ việc nhả 2 tiếp điểm T ra và ấn 2 tiếp điểm thường mở lại khi đó dòng điện sẽ chạy qua 2 tiếp điểm N è Quay ngược.

Như đã tìm hiểu về động cơ điện một chiều ở chương 1, ta thấy, nguồn cấp cho động cơ điện một chiều có thể có thể dùng bộ biến đổi một chiều. Vì bộ bién đổi một chiều có thể thiết kế dễ dàng nhờ các mạch chỉnh lưu sử dụng van bán dẫn. Hơn nữa các mạch chỉnh lưu sử dụng van điều khiển còn có thể điều khiển dễ dàng ,độ tin cậy cao. Do đó, ta đi tìm hiểu và thiết kế nguồn cấp một chiều, qua mạch chỉnh lưu điện áp xoay chiều lấy từ lưới điện cho động cơ điện một chiều.

Dưới đây là một số mạch chỉnh lưu cơ bản hay được sử dụng:

Chỉnh lưu cầu 1 pha.
Chỉnh lưu hình tia 3 pha.
Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng
Chỉnh lưu tia 2 pha.

Hình 2.3 Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển đối xứng

Hình 2.4 Giản đồ điện áp chỉnh lưu cầu 1 pha

Trong 1/2 chu kỳđiện áp của thyristo T1 dương (khi đó catot T2 âm) nếu cấp xung điều khiển đồng thuận với điều khiển phảI cả 2 xung cùng một lúc thì T1 , T2 sẽ dẫn. Đến 1/2 sau thì điện áp đổi dấu anot T3 dương, catot T4 âm, nếu có xung điều khiển đồng thời cho cả 2 van thì các van được mở thông.

Góc mở van α, góc dẫn các van λ

0 – α : T₁, T₂ dẫn

α – α + λ : T3, T4 dẫn ,khóa T1 ,T2 lại.

Điện áp ra:

U_dα = U₂cosα = 0,9U₂cosα

I_dα =

I_v =

S_ba = 1,23P_d

U_ngmax = U₂

I₂ = 1,11I_d

Chỉnh lưu cầu một pha sử dụng rộng rãi trong thực tế,nhất là với cấp điện áp tải lớn hơn 10V. Dùng tải lớn tới 100A. Ưu điểm của nó là không nhất thiết phảI có biến áp nguồn. Tuy nhiên do số lượng van gấp 2 hình tia nên sụt áp trong mạch cũng gấp 2.Do đó nó không phù hợp với tải có dạng dòng lớn nhưng áp nhỏ.

2.2.1 Sơ đồ nguyên lý:

Hình 2.5 Chỉnh lưu hình tia 3 pha

Hình 2.6 giản đồ điện áp và dòng điện chỉnh lưu tia 3 pha

Nguyên tắc mở thông và điều khiển các van: khi anod của van nào dương hơn thì van đó mới được kích mở, thời điểm hai điện áp của hai pha giao nhau được coi là góc thông tự nhiên của các van bán dẫn. Còn các Tiristo chỉ được mở thông với góc mở nhỏ nhất tại thời điểm góc mở tự nhiên( như vậy trong chỉnh lưu tia 3 pha, góc mở nhỏ nhất a = 0 sẽ dịch pha so với điện áp pha một góc là 30^o).

Chỉnh lưu tia 3 pha được phân biệt bởi hai vùng mở khác nhau:

Khi a < p/6 thì việc mở van bán dẫn không phụ thuộc vào tải dạng gì. Trong vùng mở điện áp dương các Tiristo dẫn liên tục: có sự chuyển mạch từ van này sang van kia, không có sự hoàn trả năng lượng về lưới. Các đường cong U_d, I_d liên tục.

Khi a > p/6 thì Tiristo sẽ được mở trong khoảng nào tùy thuộc vào tích chất của tải: nếu tải thuần trở thì đường cong điện áp và dòng điện là gián đoạn còn nếu tải điện cảm (nhất là điện cảm lớn) thì đường cong dòng điện và điện áp là các đường cong liên tục nhờ năng lượng dự trữ trong cuộn dây đủ lớn để duy trì dòng điện khi điện áp đổi dấu. Với tải điện cảm, Tiristo được dẫn có phần âm điện áp nên có sự trả năng lượng về lưới.

– Điện áp ra:

U_dα = U₂cosα = 1,17U₂cosα

Với: α góc điều khiển

U₂ tham số cố định

– Dòng điện trên van:

I_v =

– Công suất biến áp

S_ba = 1,35P_d

– Điện áp ngược lơn nhất trên van

U_ngmax = U₂

– Trị số hiệu dụng dòng điện cuộn thứ cấp biến áp nguồn:

I₂ = 0,58I_d

– I_d trị số trung bình dòng điện ra tải

Việc điều khiển các van tương đối đơn giản.

Chỉnh lưu tia 3 pha cần có biến áp nguồn để đưa điểm trung tính ra tải. Công suất máy biến áp này nhỏ hơn công suất 1 chiều 1,35 lần, tuy nhiên sụt áp trên van nhỏ nên thích hợp với điện áp thấp. Vì sử dụng nguồn 3 pha nên cho phép nâng công suất tảI lên gấp nhiều lần,mặt khác độ đập mạch của điện áp chỉnh lưu giảm đắng kể nên kích thước bộ lọc nhỏ đi nhiều.

Hình 2.11 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng

Hình 2.12: giản đồ điện áp và dòng điện dẫn qua van

Theo hoạt động của chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng, dòng điện chạy qua tải là dòng điện chạy từ pha này về pha kia, do đó tại mỗi thời điểm cần mở Tiristo chúng ta cần cấp 2 xung điều khiển đồng thời (1 xung ở nhóm anod, 1 xung ở nhóm catod). Hai xung điều khiển có: một xung chính quyết định góc mở, 1 xung đêm để có dòng điện.

Các van T₁, T₃, T₅ thay nhau dẫn cho điện áp ở điểm katot chung U_kc

Các van T₂, T₄, T₆ thay nhau dẫn ở điểm anot chung U_ac.

– Điện áp ra:

U_dα = U_docosα = U₂cosα

– Dòng trung bình trên van

I_tbv =

– Điện áp ngược lớn nhất:

U_ngmax = U₂

– Công suất máy biến áp:

S_ba = 1,05P_d

– Trị số hiệu dụng dòng điện cuộn thứ cấp biến áp nguồn:

I₂ = 0,816I_d

Chỉnh lưu cầu ba pha là loại được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế, vì nó có nhiều ưu điểm . Nó cho phép có thể đấu thẳng vào lưới điện 3 pha, độ đập mạch nhỏ 5%. Nếu có sử dụng máy biến áp thì gây méo lưới điện ít hơn các loại khác. Đồng thời công suất mạch chỉnh lưu này lớn len tới vài trăm KW.

Nhược điểm là sụt áp trên van gấp đôI trren van của sơ đồ hình tia.

Hình 2.13 chỉnh lưu tia 2 pha

Hình 2.14 giản đồ điên áp

Khi T₁được mở sẽ có dòng điện chạy qua tải và duy trì T₁ ở trạng thái dẫn tới lúc dòng điện bằng không, lúc đó điện áp đổi dấu và kích mở T₂ chuyển sang dẫn.

Khi tải có điện cảm thì dòng điện gián đoạn hau liên tục là do nằng lượng điện từ tích lũy trong cuộn dây lớn hay bé

W_dt=Li²/2 phụ thuộc vào L,I doquyết định ( nếu càng lớn thì i² càng lớn, vùng gián đoạn nhỏ đi).

Khi tải điện cảm lớn tới mức dòng điện của van đang dẫn bằng 0 đã mở van kế tiếp thì đường cong điện áp, dòng điện là liên tục.

– Điện áp ra:

U_dα = U₂cosα = 0,9U₂cosα

Với α : góc điều khiển

U₂ = const

– Dòng điện trên van:

I_v =

– Công suất biến áp:

S_ba = 1,48P_d

P_d công suất tải

P_d =U_d0.I_d

– Điện áp ngược:

U_ngmax = 2,83U₂

– Trị số hiệu dụng dòng điện cuộn thứ cấp biến áp nguồn:

I₂ = 0,58I_d

Việc điều khiển các van tương đối đơn giản.
Điện áp ra tải thấp do độ sụt áp trong mạch van thấp hơn.
Việc chế tạo biến áp phức tạp, hiệu suất sử dụng biến áp xấu hơn.
Buộc phải có biến áp nguồn để tạo điểm giữa cho mạch hoạt động.

Qua tìm hiểu một số sơ đồ mạch chỉnh lưu cơ bản, và yêu cầu của đồ án vơí số liệu:

P_đm = 2,2 KW

n = 1450 v/p

i_ưđm = 14,4 A

i_kt = 0,72 A

R_ư = 1,6

η = 80%

U_d = P_đm/ i_ưđm. η= 191 (V)

Ta thấy P_đm nhỏ hơn 15 KW nên dùng sơ đồ chỉnh lưu 1 pha

U_dkhá lớn nên dùng sơ đồ cầu.

Vậy để phù hợp yêu cầu đồ án ta chọn sơ đồ cầu 1 pha điều khiển đối xứng.

Hình 3.1- Sơ đồ cấu trúc

Trong đó:

+BA: có tác dụng chuyển điện áp và số pha chuẩn từ lưới điện sang giá trị điện áp và số pha thích hợp với mạch lực và tải. Nếu điện áp, số pha đã cho phù hợp thì không cần ding BA.

+CL: có tác dụng biến đổi điện áp xoay chiều sang 1 chiều.

+MĐK: có tác dụng vào các thời điểm cần thiết nhằm khống chế năng lượng đưa vào.

Hình 3.2 sơ đồ mạch lực

Các van trong mạch CL công suất làm việc nhỏ với dòng điện không lớn vì vậy phải chọn van sao cho phù hợp mới đảm bảo được mạch hoạt động tốt.

– Tính trọn van dựa vào các yếu tố cơ bản như điện áp ngược cực đại (Ung max) của van. Dòng điện định mức của van.Từ sơ đồ cầu 1 pha và các thông số động cơ ta có:

U_d= (V)

U₂= (V)

Điện áp ngược cực đại của van là :

U_ngmax=K_nv.U₂= 1,41.U₂= 299 (V)

U_v= K_lu.U_ngmax= 1,8.299= 538,2 (V)

Dòng điện định mức của van là :

I_tbv= (A)

Dòng điện trên van là :

I_v= K_{lv .}I_tbv = 2,2.7,2 = 15,84 (A)

Khi làm việc, dòng điện qua động cơ, các van thường xuyên làm việc ở chế độ quá tải nên ta chọn hệ số dưh trữ…ở đây ta sử dụng chế độ làm mát tự nhiên, dòng điện chỉ cho phép bằng 25% dòng định mức.

Với thông số trên ta tra bảng được :T46N600COC

+) Điện áp ngược cực đại U_ngmax = 600 V

+) Dòng làm việc cực đại I_dmmax = 46 A

+) Dòng điện đỉnh cực đại I_{pik max} = 1000 A

+) Dòng điện xung điều khiển I_g = 150 mA

+) Điện áp xung điều khiển U = 2,5 V

+) Dòng điện rò I_rmax = 10 mA

+) Dòng điện duy trì I_{kmax =}1 A

+) Sụt áp trên Thyristo ở trạng tháI bán dẫn ∆U_max = 1.9 V

+) Tốc độ biến thiên điện áp du/dt = 400 V/ μs

+) Nhiệt độ làm việc cực đại T=125C

Các đại lượng cần tính cho mạch chỉnh lưu cầu 1 pha

U_d0 = U_d +∆U_ba +∆U_v +∆U_ck

Trong đó :

U_d0 : Điện áp chỉnh lưu không tải

U_d : Điện áp chỉnh lưu .

∆U_ba : Sụt áp trên biến áp .

∆U_v : Sụt áp trên van .

∆U_ck : Sụt áp trên cuộn kháng

=>U_do= 191+0,05.191.2+1,9 = 212 (V)

– Công suất tối đa của tải :

P_{d max}= U_{do .}I _dm = 212.14,4 = 3,053 (Kw)

– Công suất của biên áp nguồn

S_ba= K_p . P_{d max} = 1,23 . 3,053 = 3,755 (KVA)

– Điên áp đính mức phía thứ cấp :

U_2dm= (V)

Hệ số MBA: K_ba=

-Tính toán sơ bộ mạch từ

Tiết diện trụ của lõi thép biến áp được tính từ công thức :

Trong đó:

: Hệ số phụ thuộc làm mát ()

m : Số trụ MBA ( m= 2 )

=> ( cm²)

-Đường kính trụ

d =6,84 ( cm )

Ta chuẩn hóa đường kính trụ theo tiêu chuẩn d= 7 ( cm )

Chọn loại thép E330 các lá thép có độ dày 0,35 mm

-Tính toán dây quấn MBA

+Tính toán điện áp của các cuộn dây

Điện áp cuộn thứ cấp

U₂= ( V )

+Tính dòng điện trong các cuộn dây

I₁= ( A )

I₂= ( A )

-Tính vòng dây của mỗi cuộn

Ta có :

Số Vôn/vòng = 4.44*B*Q_Fe*f*10^-4

B = 1.5 (T); Q_Fe=36,77(cm²); f = 50(Hz)

Thay số :

Số vòng dây của cuộn một :

Số Vôn/vòng = 4,44.1.5.36,77.50.10^-4 =1,2244

W₁ = ( Số Vôn/vòng)*U₁ =1,2244 .220 = 269(vòng)

W₂ =(Số Vôn/ vòng)*U₂ =1,2244 .236 = 289 (vòng)

-Tính toán tiết diện dây quấn

S_Cu =

Trong đó :

I : Cường đọ òng điện trong các cuộn dây

J : Mật độ dòng điện trong các cuôn dây

Chọn J = 2.75 ( A/mm² )

Thay số :

S_Cu2 = Þ D₁ = == 2,8 ( mm)

Chuẩn kich thước : S_Cu1 = a₁.b₁ = 1,81.3,53 = 6,18 ( mm² )

+Tính lại mật độ dòng

J₁= ( A/mm )

+ Tính dây quấn thứ cấp

S₂= ( mm² )

Ta chuẩn hóa : S₂ = 5,7 ( mm² )

+ Tính lại mật độ dòng

J₂= ( A/mm )

-Tính kích thước mạch từ

Do chọn lá thép dày 0,35mm

Diện tích của sổ cần thiết :

Q_CS = Q_CS1 +Q_CS2

Với :

Q_CS1 = k_lđ.W₁.S_Cu1 ; Q_CS1 = k_lđ.W₂.S_Cu2

Trong đó :

Q_CS1, Q_CS2 : Phần do cuộn sơ cấp và thứ cấp chiếm chỗ

W₁,W₂ : Số vòng dây sơ cấp và thứ cấp

k_lđ : Hệ số lấp đầy , chọn k_lđ = 2.5

=>Q_cs=2,5.269.6,2 +2,5 .289.5,8 = 8360 ( mm² ) = 83,6 ( cm²)

-Tính kích thước cửa sổ

Khi đã có diện tích cửa sổ Q_CS cần chọn các kích thước cơ bản là chiều cao h và chiều rộng ccủa cửa sổ mạch từ .Tuỳ theo thiết kế mà chọn giá trị cơ bản c và h . Thông thưòng chọn theo hệ số phụ như sau :

m = = 2.5 ; n = = 0.5 ; l = = 1 ¸1.5

Tính toán ta được : a = 7,6 (cm) ; b = 11(cm) ; c = 3,8(cm) ; h = 19(cm)

Chiều rộng toàn bộ mạch từ là : C = 2.c +3.a = 2.3,8 + 3.7,6 = 30,4 (cm)

Chiều cao toàn bộ mạch từ la : H = h + 2.a = 19 + 2.7,6 = 34,2 (cm)

-Tính số vòng trên mỗi lớp

Dây quấn được bố trí theo dọc trụ , mỗi quận dây quấn thành nhiều lớp . Mỗi lớp được quấn liên tục, các vòng dây sát nhau, Các lớp dây cách nhau bằng một bìa cách điện.

– Số vòng dây trên mỗi lớp:

+ Kết cấu dây quấn sơ cấp :

Khi dây quấn tiết chữ nhật :

W_1L= =

Trong đó:

h : chiều cao cửa sổ.

b_n : bề rộng dây quấn kể cả cách điện.

h_g : khoảng cách cách điện với gông: h_g = 5(mm)

k_e : hệ số ép chặt k_e = 0.95

Số lớp dây trong cửa sổ được tính bằng tỷ số số vòng dây W của cuộn W₁hoặc W₂ cần tính trên số vòng dây trên một lớp.

W_1d = =(lớp) 6 (lớp)

Chiều cao thực tế của cuộn sơ cấp :

– Tính chiều dài của các cuộn dây đồng

Chọn ống quấn dây làm bằng vật liệu cách điện có bề dầy : S₀₁=0,1 (cm)

Khoảng cách từ trụ tới cuộn sơ cấp a₀₁= 1,0(cm)

Đường kính trong của ống cách điện

D_t = d_fe+ 2 . a₀₁ – 2 .S ₀₁ = 2,8 + 2.1 – 2.0,1 = 4,6cm)

Đường kính trong của cuộn sơ cấp

D_t1 = D_t + 2 . S₀₁ = 4,6 + 2 . 0,1 = 4,8(cm)

Chọn bề dày cách điện giữa các lớp dây ở cuộn sơ cấp

cd₁₁ = 0,1(mm)

Bề dày cuộn sơ cấp

Bd₁ = (a₁ + cd₁₁) . n₁₁ = (1,81+0,1).6,1 = 11,46(mm) = 1,15(cm)

Đường kính ngoài của cuộn sơ cấp

D_n1 = D_t1 + 2 . Bd₁ = 1,15.2 + 4,8 = 7,1(cm)

Đường kính trung bình của cuộn sơ cấp :

D_tb1 = ( D_t1 + D_n1 ) / 2 = (7,1 + 4,8 )/2 = 5,95 (cm)

Chiều dài dây cuộn sơ cấp :

l₁ = W₁ . p . D_tb = 2,69. p. 5,95 = 5028,27 (cm) = 50,283 (m)

Chọn bề dày cách điện giữa cuộn sơ cấp và thứ cấp :

cd₀₁= 1(cm)

+ Kết cấu dây quấn thứ cấp

Chọn sơ bộ chiều cao cuộn thứ cấp

h₁= h₂ = 19 (cm)

Tính sơ bộ số vòng dây trên 1 lớp:

(vßng)

Tính sơ bộ số lớp dây quấn trên cuộn thứ cấp :

(líp)

Chiều cao thực tế của cuộn thứ cấp :

(cm)

Khoảng cách từ trụ tới cuộn thứ cấp là: a₁₂= 1,0 (cm)

Đường kính trong của cuộn thứ cấp :

D_t2 = D_n1 + 2 . a₁₂ = 7,1 + 2 = 9,1 (cm)

Þ r_t2 = D_t2/2 =9,1/2 = 4,6 (cm)

Chọn bề dầy cách điện giữa các lớp dây ở cuộn thứ cấp cd₂₂ = 0,1(mm)

Bề dầy cuộn thứ cấp :

Bd₂ = (a₂ + cd₂₂) .n₁₂ = (0,156 + 0,1) . 6 = 1,536 (cm)

Đường kính ngoài của cuộn thứ cấp:

D_n2 = D_t2 + 2 .Bd2 = 9,1+ 2 . 1,536 = 12,172(cm)

Đường kính trung bình của cuộn thứ cấp :

D_tb2 = ( D_t2 + D_n2 ) / 2 = (9,1 + 12,172) / 2 = 10,636(cm)

Chiều dài dây quấn thứ cấp :

l₂= p . w₂ . D_tb2 = p. 298.4,6 = 4306,5(cm)

Þl₂ » 43,1 (m)

Đường kính trung bình các cuộn dây:

D₁₂ = ( D_t1 + D_n2 ) / 2 = (4,8 + 12,172 )/2 = 8,5(cm)

Þ r₁₂ = D₁₂/2 =4,25 (cm)

-Tính sụt áp trên MBA

+Điện áp rơi trên trở

∆U_r = [R₂+ ] I_d

Trong đó:

R₁, R₂: điện trở thuận của các cuộn dây

R₁ = r_Cu = 0.0000172* =0,081(W)

R₂ = r_Cu = 0.000072* =0.074(W)

Với r_Cu = 0,0000172 Wmm.

I_d: dòng tải một chiều.

∆U_r = [R₂+ ] I_d

= 2,41 (V)

+Điện áp ra trên cuộn kháng

∆U_x =

Trong đó:

m_f: số pha biến áp.

W₂ : số vòng dây thứ cấp biến áp.

R_bk: bán kính dây thứ cấp.

l : chiều cao lá thép.

h : Chiều cao cửa sổ lõi thép

cd : bề dày cách điện của các cuộn dây với nhau .

X_n = 8.².289²..314.10^-7

₌50,73 ( )

=>∆U_x = 50,73.14,4 = 232,5 (V)

+Điện kháng MBA quy đổi về thứ cấp:

+Điện trở ngắn mạch

R_nm = R₂ + . R₁

= 0,074 + ư

= 0,195 ( )

+Tổng trở ngắn mạch

Z_nm = = = 50,73 ( )

+Sụt áp trên MBA:

U_ba= == 232,5 ( )

-Tính điện áp phần trăm ngắn mạch

+ Điện áp ngắn mạch

1,13 (V)

+ Điện áp ngắn mạch phản kháng

= 344 (V)

+ Điện áp ngắn mạch

U_nm== 344 (V)

+ Dòng ngắn mạch

=4,65 (A)

Vì hệ số đập mạch chỉnh lưu cầu 1 pha là K_dmv= 0,67 ; K_dms=0,5 nên hệ số san bằng:

1,34

Ta có điện trở tương đương

= 13,26 ( )

= 0,12 (H)

Tính kích thước lõi thép:

– Kích thước cơ sở:

a = 2,6

Chọn a = 3 (cm)

b = 1,2a = 3,6 (cm)

c = 0,9a = 2,7 (cm)

h= 3a = 9 (cm)

– Tiết diện lõi thép:

S_th = ab = 3.3,6=10,8 (cm²)

– Diện tích của sổ :

= h.c = 9.2,7=24,3 (cm²)

– Độ dài trung bình đường sức:

l_th = 2.(a+b+c)= 2.(3+3,6+2,7)=18,6 (cm)

– Độ dài trung bình dây quấn:

l_dq= 2(a+b) + pc = 2(3+3,6) +p.2,7= 21,7 (cm)

– Thể tích lõi thép:

V_th = 2ab (a+h+c) = 2.3.3,6.(3+9+2,7)= 317,52

*) Tính điện trở của dây quấn ở t⁰ = 20⁰C đảm bảo độ sụt áp cho phép:

∆U = 7,5%U_đm =

T_mt = 40⁰C ; ∆T = 50⁰C

Theo tính toán:

r₂₀ = =0,775 ( )

r₂₀ = 0,091(W)

*) Số vòng dây của cuộn cảm

W = 414=385,7(V)

*) Tính mật độ từ trường

H = =29860,5 (A/m)

*) Tính cường độ từ cảm

b = =0,15 (T)

*) Tính hệ số từ thẩm:

Theo thực nghiệm ta có:

m = 542.

Trị số điện cảm nhận được

L_tt =

*) Tiết diện dây quấn

s = 0,072.=1,878 (mm²)

Đường kính của dây quấn

d = 1,13 = 1,13=1,55 (mm)

Chọn dây có d= 2(mm)

*) Xác định khe hở tối ưu:

l_kk = 1.6.10^-3. W .I = 1,6.10^-3.385,7.14,4=8,9(m)

Vì trên đường đi mạch từ có hai đoạn khe hở nên miếng đệm cơ đo chiều dầy băng 1/2l_kk.

l_đệm = 0,5.l_kk = 4,45(mm)

*) Kích thước cuộn dây

Chọn dây quấn dầy 0,5mm, độ cao sử dụng dây quấn.

h_ssd = h – 2∆C = 19-2.0,35=18,3 (cm)

– Số vòng dây trong 1 lớp:

W’ = =9 (vòng)

– Tính số lớp dây:

n = =43

Vậy cần quấn 43 lớp

– Độ dày của cả cuộn dây

∆_cd = n(d + ∆_cd)

Trong đó: ∆_cd = 1(mm)

∆_cd = 43.(0,2+1)=12,9 (cm)

Độ dày của quận dây ∆_cd bằng một nửa kích thước cửa số c = 2,7 nên dây lọt vào trong cửa sổ.

*) Kiểm tra chênh lệch nhiệt độ:

P_Cu= =197,7 (W)

S_Cu = 2h_sd (a+b+p∆_cd) + 1,4. ∆_cd ( p∆_cd+ 2a)

S_Cu = 2.18,3(3+3,6+p.12,9) + 1,4.12,9.( p.12,9 +6) =2565 (cm²)

Hệ số phát nhiệt:

a = 1,03. 10^-3

Độ chênh lệch nhiệt độ:

∆T_tt < ∆T cho phép Þ Thoả mãn

-Tính toán cánh tản nhiệt

Tổn thất công suất trên 1 thyristor :

P=U.I_tb=1,9.7,2=13,68 (W)

Diện tích bề mặt tỏa nhiệt :

S_m=P.K_m.

Trong đó:

P: tổn hao trên P

: độ chênh lệch của môi trường T_mt=40C

Nhiệt độ cho phép Thyristor : T_cp=125C

Chọn nhiệt trên cách tỏa nhiệt : T_lv=80C

->=T_lv – T_mt = 80C – 40C = 40C

K_m: hệ số toản nhiệt tối ưu và bức xạ

K_m= 8 [/m².C] , S_m=43,7 (m²). Ta chọn cánh tản nhiệt có 12 cánh

Kích thước : a.b= 10.10= 100

->Tổng diện tích : S= 12.2.10.10 = 2400 (cm²)

-Tính bảo vệ dòng

Thực tế thì trong van đã có hệ thống bảo vệ nhưng theo yêu cầu của đề bài nên ta tính như sau:

Ta chọn Atomat có:

I_dm= 1,1. I_dm =1,1.14,4 = 18,85 (A)

U_dm= 220(V)

Có 2 tiếp điểm chính có thể đóng cắt bằng tay hoặc nam châm điện

Chỉnh định dòng ngắn mạch

I_nm= 2,5I_d=2,5.14,4 = 36 (A)

Dòng quá tải: I_qt=1,5 I_d=1,5.14,4 = 2,6 (A)

Chọn cầu dao có dòng định mức: I_cd=1,1.I_d=I_dm=15,84 (A)

dùng dây tác dụng nhanh để bảo vệ thyristor ngắn mạch đầu ra của bộ chỉnh lưu

Nhóm 1CC: dòng định mức nhóm 1 CC

I_1cc=1,1.I_d= 1,1.14,4=15,84 (A)

Nhóm 2CC: I_2cc=1,1.I_tb=1,1.7,2 = 7,92 (A)

Nhóm 3CC: I_3cc= 1,1.I_d= 1,1.14,4 = 15,84 (A)

Ta chọn cầu chì nhóm 1CC và 2CC là 16 (A) còn 3CC là 8 (A)

-Bảo vệ quá điện áp cho van

Bảo vệ quá điện áp do quá trình đóng cắt thyristor được thực hiện bằng cách mắc R-C song song với thyristor. Khi có sự chuyển mạch các điện tích tụ các lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian ngắn, sự biến thiên nhanh chonhs của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá điện áp giữa anốt và katot của thyristor. Khi có R_C mắc song song với thyristor tạo ra mạch vòng phóng điện tích trong quá trình chuyển mạch của Thyristor không quá áp.

-Hệ số biên áp của van

K=U_cp/b.U_tt

Trong đó:

U_cp: điện áp max cho phép đặt lên van

U_tt:: điện áp thực tế đặt lên thyristor

K: hệ số

b: hệ số giự trữ điện áp ( b=1)

=>K ==0,89

Tra bảng và đồ thị ta có:

C_min=0,77

R_min=0,8

R_max=1,7

Xác định R_C

-Kiểm tra tốc độ tăng thuận qua van d_u/d_t=U_max.R_f/2 với R_f là điện trở tải. Nếu giá trị này vượt quá giá trị cho phép của van thì lại tính lại từ đầu

-Tính công suât điện trở

Theo thực nghiệm được tính gần đúng:

P_R = f_y. C. U²_ymax

Sau khi thiết kế và tính toán mạch lực ta nhận thấy cần có một hệ thống đúng để điều khiển mạch lực nói trên. Mạch điều khiển này phải đáp ứng được nhu cầu cầnthực hiện của mạch điều khiển.

Có hai hệ điều khiển cơ bản là hệ đồng bộ và hệ không đồng bộ

– Hệ đồng bộ: Trong hệ này góc điều khiển mở, van a luôn được xác định xuất phát từ một thời điểm cố định của điện áp mạch lực. Vì vậy trong mạch điều khiển phải có một khâu thực hiện nhiệm vụ này gọi là khâu đồng bộ để đảm bảo mạch điều khiển hoạt động theo nhịp của điện áp lực.

– Hệ không đồng bộ: Trong hệ này a không xác định theo điện áp lực mà được tính dựa vào trạng thái của tải chỉnh lưu và góc điều khiển của lần phát xung mở van ngay trước đó. Do đó mạch điều khiển loại này không cần khâu điều khiển đồng bộ. Tuy nhiên để bộ chỉnh lưu hoạt động bình thường bắt buộc phải thực hiện điều khiển theo mạch vòng kín.

Hiện nay đại đa số các mạch chỉnh lưu điều khiển thực hiện theo sơ đồ đồng bộ vì khâu đồng bộ có ưu điểm hoạt động ổn định và dễ thực hiện.

Sơ đồ

1 2 3 4

5

Trong đó: 1 – Khâu đồng bộ

2 – Khâu dịch pha

3 – Khâu tạo xung

4 – Khâu khuyếch đại xung

5 – Khâu tạo U_đk

Nguyên tắc điều khiển ngang.

Khâu đồng bộ thường tạo ra điện áp hình sin có góc lệch pha cố định so với điện áp lực. Khâu dịch pha có nhiệm vụ thay đổi góc pha của điện áp theo tác động của điện áp điều khiển. Xung điều khiển được tạo ra ở khâu tạo xung (TX) vào thời điểm khi điện áp dịch pha U_DF qua điểm O. Xung này nhờ khâu khuyếch đại xung KĐX được tăng đủ công suất gửi tới cực điều khiển của van. Như vậy góc a hay thời điểm phát xung mở van thay đổi được nhờ sự tác động của U_đk làm điện áp U_DF di chuyển theo chiều ngang của trục thời gian.

Sơ đồ cấu trúc

1 2 3 4

5

Trong đó: 1 – Khâu đồng bộ

2 – Khâu tạo U_tựa

3 – Khâu tạo xung và so sánh

4 – Khâu khuyếch đại xung

5 – Khâu tạo U_đk

Nguyên tắc điều khiển

U_đóng khâu đồng bộ thường tạo ra điện áp hình sin có góc lệch pha cố định so với điện áp lực. Khâu tạo U_T tạo ra điện áp tựa có dạng cố định theo chu kỳ do nhịp đồng bộ của U_ĐB . Khâu so sánh xác định điểm cân bằng của hai điện áp U_T và U_ĐK để phát động khâu tạo xung TX. Như vậy trong nguyên tắc này thời điểm phát xung mở van hay góc điều khiển thay đổi do sự thay đổi trị số của U_ĐK . Theo đồ thị đó là sự di chuyển dọc trục biên độ.

– Phát xung điều khiển đến các van lực theo đúng pha và góc điều khiển a cần thiết.

– Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc a_max + a_min tương ứng với điện áp ra của tải mạch lực.

– Cho phép bộ chỉnh lưu làm việc bình thường với các chế độ khác nhau do tải yêu cầu như chế độ khởi động, chế độ nghịch lưu, chế độ dòng điện liên tục.

– Có độ đối xứng xung điều khiển tốt, không vượt quá 1⁰ ¸ 3⁰ điện tức là góc điều khiển với mọi van không được lệch quá giá trị cho phép.

– Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều giao động cả về giá trị điện áp và tần số.

– Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt.

– Độ tác động của mạch điều khiển nhanh, dưới 1ms.

– Thực hiện các yêu cầu về bảo vệ bộ chỉnh lưu từ há điều khiển nếu cần nên ngắt xung điều khiển khi sự cố, thông báo các hiện tượng không bình thường của lưới điện và bản thân bộ chỉnh lưu.

– Đảm bảo xung điều khiển phát tới các van lực để mở chắc chắn van, phải thoả mãn yêu cầu:

+ Đủ công suất

+ Có sườn xung đối xứng để mở van chính xác vao thời điểm quy định, thường tốc độ tăng áp điều khiển phải đạt 10V/ms tốc độ tăng điều khiển.

+ Độ rộng xung điều khiển đủ cho dòng qua van kịp vượt trị số dòng điện duy trì I_dt của nó để khi ngắt van vẫn giữ được tràng thái dẫn.

+ Có dạng phù hợp với sơ đồ chỉnh lưu và tính chất tải.

Tín hiệu xoay chiều sau khi đi qua biến áp nguồn được chỉnh lưu bởi 2 Điốt Đ₁và Đ₂. Điện sau chỉnh lưu so sánh với điện áp chuẩn U₀ để tạo tín hiệu đồng bộ trùng với thời điểm diện áp lưới đi qua điểm 0 . Khi tín hiệu đồng bộ âm tụ C được nạp và ngược lai khi tín hiệu đồng bộ dương tụ C phóng . Như vậy ở đầu ra của IC sẽ có tín hiệu răng cưa .Sau đó tín hiệu răng cưa được so sánh với tín hiệu điều khiển (Lấy từ khâu phản hồi tốc độ ) bằng khuếch đại thuật toán .

Bộ OA7 là một đa hài đợi dao động tạo xung chùm có tần số cao với mục đích giảm kích thứơc của máy biến áp xung .Tín hiệu cao tần trộn với tín hiệu sau khi so sánh rồi tiếp tục được trộn với tín hiệu phân phối nhằm tao ra tín hiêu cho từng Thyristo riêng biệt .Những tín hiệu này đựoc khuếch đại và thông qua biến áp xung đưa trực tiếp lên cực điều khiển của Thyristo .

Do yêu cầu của đề bài là dùng sơ đồ cầu 3 pha nên cần thiết kế 3 kênh tương tự nhau cho các pha A , B , C .

4.2 Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 4.1 Sơ đồ mạch điều khiển

Hình 4.2 Giản đồ mạch điều khiển

Nguyên lý hoạt động

Hình 4.3 sơ đồ khâu đồng pha

Giản đồ điện áp

Hình 4.4 Giản đồ điện áp

Điện áp xoay chiều 220v được đưa qua mạch chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ.

Nửa chu kỳ đầu U₂ >0 và U₂^‘ Þ Đ₁ dẫn.

Nửa chu ký sau U₂ <0 và U₂‘ >0 Þ Đ₂ dẫn. Ta được điệnn áp U_I như hình vẽ. U được đưa vào cực thuận của OP₁. Điều chỉnh Rx₁ để được điện áp U₀ đưa vào cửa đảo.

Nếu U_I <U₀ thì U_II < 0 và bằng -(E – 2)v

Nếu U_I > U₀ thì U_II > 0 và bằng (E – 2)v

Điện áp ra U_II là dạng xung chữ nhật

Điện áp xoay chiều 220v được đưa qua mạch chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ.

Nửa chu kỳ đầu U₂ >0 và U₂^‘ Þ Đ₁ dẫn.

Nửa chu ký sau U₂ <0 và U₂‘ >0 Þ Đ₂ dẫn. Ta được điệnn áp U_I như hình vẽ. U được đưa vào cực thuận của OP₁. Điều chỉnh Rx₁ để được điện áp U₀ đưa vào cửa đảo.

Nếu U_I <U₀ thì U_II < 0 và bằng -(E – 2)v

Nếu U_I > U₀ thì U_II > 0 và bằng (E – 2)v

Điện áp ra U_II là dạng xung chữ nhật

c) Tính toán

– Chọn ₁=3^o -> U_ref=12sin₁=12. .sin3^o= 0,84 (V)

Ta có I==

ó =

=>12R₃ = 11,16R₃+11,16R₄

=>0,84R₃= 11,16R₄

=>R₃ = 13,2 R₄

-Tính R₁: Chọn R₃=13 K -> R₄=1 K

Chọn I = 10mA ; U=E= 12V

->R₁= U/I=12/10.10^-3 = 1,2 K

Chọn R₂=5 K

Chọn D₁ và D₂ là loại D-1001 với I= 1 (A); U_ngmax= 200 (V); khuếch đai thuật toán A741 8 chân

Chân 1 : chân bù

Chân 2 : chân vào không đảo

Chân 3 : chân vào đảo

Chân 4 : chân nguồn nuôI (-)

Chân 5 : chân bù

Chân 6 : chân ra

Chân 7 : chân nguồn nuôi (+)

Chân 8 : chân bù

Các thông số của nhà sản xuất của A741 là:

U_ngmax= 322 (V)

U_nf= 15 V

U_df= 30V

K₀= 5.10⁶

P₁ = 100 W

J = 55^o125^oC

I_ra = 25 mA

E_n = 15 V

Z_ra = 60

Z_vào = 300 K

d_u/d_t = 0,5 V

a) Sơ đồ và nguyên lý hoạt động

Hình 4.5 Sơ đồ khâu răng cưa

Hình 4.6 giản đồ răng cưa

* Khi U_II < 0 thì D₃ dẫn, áp ở cửa đảo của OA₂ âm U_– < 0

nên U_III = k₀ ( U₊– U_–) > 0 Þ điện áp ra ở cửa ra của OA là bão hoà dương.

Chọn R₃ << R_x2 để bỏ qua i_R trong giai đoạn này . Dòng qua tụ là dòng i_Rvì dòng vào cửa âm của OA không đáng kể

Điện áp ra bằng điện áp tụ C và bằng:

U_III = U_C =

Như vậy điện áp trên tụ C tăng trưởngtuyến tính khi điện áp này đạt tụ rò ngưỡng D_z thì thông và giữ ở điện áp này (Nếu không có D_z thì điện áp tăng U_bh )

* Khi U_II > 0 thì D₃ khoá Þ i_R = 0 lúc này dòng đi qua tụ C là dòng đi qua R_x2, dòng điện này ngược chiều với dòng đi qua tụ C khi U_II < 0 nghĩa là nó phóng điện.

U_III = U_C = U_OA12 –

b) Tính toán

Ta có: T= = = 200 ms

Do đó nửa chu kỳ đầu tạo điện áp răng cưa sao cho :

T_rc = = 10 ms =t_n + t_f

t_n + t_f = 180^o

Trong đó : t_n: thời gian tụ nạp

t_f: thời gian tụ phóng

t_n= 174^o-> T_rc = = 9.46 (ms)

t_f=6^o -> T_rc = = 0,33 (ms)

-Khi C₁ nạp tức dòng đi qua R₅, khi đó U_r5>U_db.

U_c=.t_n

Vì U_c U_db = 12 V; chọn C = 0,5 F

12 = .9,64.10^-3
R₅ = .10^-3 = 19,34.10^-3 ()

Chọn R₅ = 20 K

-Khi C₂ phóng tức thời thì U_db>U_r5

U_c(t)=U_db– =U_db – .0,33.10^-3

Trong thời gian tụ phóng thì tụ U_c phải phóng bằng giá trị ổn áp nên:

12 =. 0,33.10^-3

R₆= 0,66.10^-3()

R₆= 1 K

a)Sơ đồ và nguyên lý hoạt động

Hình 4.7 sơ đồ khâu so sánh

Hình 4.8 Giản đồ khâu so sánh

Điện áp răng cưa U₃ được đưa vào cửa đảo của OA3, còn điện áp điều khiển U_đk được đưa vào cửa không đảo. Khi đó điện áp ra là:

U₄= K₀(U_đk– U₃).

Do đó khi U_đk > U₃ thì điện áp ra là dương bão hoà, còn khi U_đk < U₃ thì điện áp ra U₄ là dương bão hoà.

Điôt D₅ để lọc phần âm của điện áp U₄, do đó U₅ chỉ lấy phần điện áp dương

b) Tính toán

Vì dòng vào khuếch đại thuật toán rất nhỏ nên ta chọn R₇= R₈= R₉= R₁₀=R₁₅=10

Chọn khuếch đại thuật toán A741

a) Sơ đồ và nguyên lý hoạt động

Hình 4.10 Sơ đồ khâu phát xung chùm

Hình 4.11 Giản đồ khâu phát xung chùm

Tại thời điểm mà điện áp trên tụ U_C2= 0 thì U_r = 0 vì U_r== u_n= u_C= 0

Ta tiến hành nạp cho tụ C₂ một điện áp U_C2 < 0 . Khi đó U_P– U_N =U_P – U_C > 0 Þ U_r =U_rmax, khi đó thì tụ điện C dược nạo điện theo chiều ngược lại so với chiều mà ta nạp cho C₂lúc ban đầu .Tụ C₂ được nạp tới giá trị :

U_C2 = U_P = Khi U_r= 0 thì U_p= 0 .Do đó C₂ phóng điện qua R₁₀ về âm nguồn của OA4 và điện áp ra của OA4 ở mức âm bão hoà . Quá trình nạy lặp lại làm đầu ra của OA4 có xung điện áp dạng chữ nhật với tần số tuỳ thuộc vào giá trị của R₁₀ và C_{2 .}

b) Tính toán

Chu kỳ của xung chùm được xác định theo công thức

T= 2.R₁.R₂.C₂.l_n.

Chọn R₁₂= R₁₃=10 K

=> T= 2.R₁₁ .C₂. 0,69 = 1,4 R₁₁.C₂

Chọn f= 10 Khz

C₂= 0,1 F

Vì khi phóng và nạp cho tụ C₂ thì sòng đều chạy qua R₁₁ nên thời gian phóng: T₂=T₁= .T

Vậy biểu thức chu kỳ là : T= T₁+T₂= 1,4.R₁₁.C₂

Có T=1/f = 1/10.10^-3 = 10^-4

=> R₁₁=R₁₄= T.10^-4/1,4.0,1.10^-6 = 714 ()

a)Sơ đồ và nguyên lý hoạt động

Hình 4.13 sơ đồ khâu biến áp và khuyêchs đại xung

Nguyên lý làm việc :

– Khi có xung vào các bóng T₁mở , đưa xung tới biến áp xung rồi tạo xung mở Thyristo .

+ Vì biến áp xung có tính chất vi phân nên phải có điện trở R₂ để tiêu tám năng lượng tích luỹ của các cuộn dây trong giai đoạn T₁, T₂ khoá .Nếu không biên độ của các xung sẽ giảm đi đáng kể do điểm làm việc của lõi biến áp đẩy lên phía bão hoà .

+ Do R₂ mắc nối tiếp với cuộn sơ cấp của máy biến áp xung nên làm giảm điện áp đặt lên biến áp xung , để giữ điện áp ban đầu trên máy biến áp bằng nguồn E_cs ta thêm tụ C vào D₁ có tác dụng ngăn mạch biến áp xung khi T₁khoá

D₂ nhằm chống quá áp gây hỏng bóng .

b) Tính toán

-Biến áp xung có nhiệm vụ tách ly mạch lực và mạch điều khiển

Phối hợp trở kháng giữa tầng khuếch đại xung và cực điều khiển van lực.

Dễ thay đổi cực tính của xung ra.

Tạo biên độ xung theo yêu cầu

Chọn van thyritor loại : T46N600COC

Với U_g= 2,5 V

I_g= 150 (mA)

Biến áp xung chọn loại có tỷ số biến: m=U₁/U₂=1,2

Điện áp thứ cấp biến áp xung : U₂=U_g=2,5 (V)

Điện áp sơ cấp : U₁=m.U₂= 3 (V)

I₁=I_g/1,2=150/1,2= 125 (mA)

Có tỉ lệ biến áp xung là: 1,2

Chọn vật liệu rất từ là Ferit, lõi sắt có dạng hình chữ U làm việc trên 1 phần của đặc tính của đặc tính từ hóa.

=0,7 (T); =50A/m

Thể tích lõi Fe :

Trong đó: T_x: độ xung : t_x=350s

U_x: mức sụt áp cho phép : U_x=0,2

U₂: điện áp sơ cấp biến áp xung

I₂: dòng sơ cấp biến áp xung I₂=I_g

K_ba=2

=1,8.10^—6 (m³)

Chọn S=1 cm²

h= 2 cm

=>S=d²/4 => ==1,1 (cm²)

Số vòng cuộn sơ cấp biến áp xung

W₁===7,5 vòng

Số vòng cuộn sơ cấp biến áp xung

W₂==6,25 vòng

Tiết diện và đường kính của cuộn dây sơ cấp biến áp xung

Chọn mật độ dòng điện :J₁=J₂=J₃=J=2(A/mm²)

S₁===0,0625 (mm²)

d_{1==0,26 (mm)}

Tiết diện và đường kính của cuộn thứ biến áp xung

S₂==0,075 (mm²)

d₂==0,3 (mm)

-Tính R₃:

R₃===76

-> chọn bóng T là 2N2369A

Ta có thông sô của nhà sản xuât bang 2N2369A là:

I_c=0,2 (A)

U_c=15 (V)

=50

f_t= 500 MHz

-Tính chọn R₁,R₂

Vì R₁,R₂ là điện trở hạn chế dòng vào cực T

Ta có:<R₁=R₂<

75<R₁<

75<R₁< 80

Chọn R₁=R₂=78

Ta chọn D₁,D₂,D₃,D_z là loại điốt: B3-320

a.Sơ đồ:

Hình 4.14 Sơ đồ khâu tách xung

b.giản đồ:

Hình 4.15 Giản đồ khâu tách xung

Nguyên lý hoạt động:

– ở mỗi chu kỳ thì mạch khuếch đại thuật toán chỉ cho một pha đi qua.vì vậy tạo ra sụ tách xung.

Tính toán:

– vì dòng điện qua mạch khuếch đại thuật toán là rất nhỏ nên ta chọn R16 = 10k ,chọn mạch khuếch đại thuật toán là A741. Chọn R17 = 10 k.

sơ đồ:

Hình 4.16 Sơ đồ tạo nguồn nuôi

Dòng điện đầu ra: I_Ra = 0 ¸1(A)

Tụ điện C₄, C₅ lọc các thành phần bậc cao

Chọn C₄ = C₅ = C₆= C₇ = 470(mF), U = 24(V)

Ta chọn mạch chỉnh lưu cầu dùng điôt, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi:

U₂ = . Chọn U₂ = 30(V)

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi, ta dùng hai vi mạch ổn áp 7815 và 7915 là vi mạch ổn áp cho ta điện áp -15(V).

Các thông số của vi mạch:

Điện áp đầu vào: U_V = 24 ¸ 30V

Điện áp đầu ra: U_R = 15V với IC7815

U_R = -15V với IC7915

Khi thiết kế hệ điều chỉnh tự động truyền động điện cần phải đảm bảo hệ thực hiện được các yêu cầu đươc đặt ra đó la yêu cầu công nghệ các chỉ tiêu chất lượng và các yêu cầu về kinh tế.

Độ ổn định và độ chính xác điều chỉnh là hai chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng bậc nhất của hệ thống tự động. Độ chính xác được đánh giá trên cơ sở phân tích các sai lệch điều chỉnh , các sai lệch này phụ thuộc rất nhiều yếu tố.Sự biến thiên của các tín hiệu đặt gây ra các sai lệch không thể tránh được trong quá trình quá độ và cũng có thể sai lệch trong quá trình xác lập. Trên cơ sở phân tích các sai lệch điều chỉnh ta có thể chọn được các bộ điều chỉnh ta có thể chọn được các bộ điều chỉnh ,các mạch bù thích hợp để nâng cao độ chính xác của hệ thống.

Để đạt được nhưng chỉ tiêu về công nghệ trong điều chỉnh tự động điều chỉnh hệ thống truyền động động cơ 1 chiều ta sử dụng mạch vòng diều chỉnh , tổng hợp mạch vòng tốc độ.

Hệ thống điều chỉnh tốc độ là hệ thống mà đại lượng được điều chỉnh là tốc độ góc của động cơ điện, các hệ này thường được sủ dụng trong thực tế kỹ thuật.Hệ điều chỉnh tốc độ được hình thành từ hệ thống điều chỉnh dòng điện.

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 15, 2019

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án điện tử công suất Thiết kế mạch băm xung điều khiển trong tốc độ động cơ

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-t%E1%BB%91t-nghi%E1%BB%87p-Thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-cung-c%E1%BA%A5p-%C4%91i%E1%BB%87n-cho-nh%C3%A0-m%C3%A1y-xi-m%C4%83ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng tốt. Do đó nó có một số yêu cầu cơ bản khi cung cấp điện như sau:

+Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao.

+Nâng cao chất lượng điện và giảm tổn thất điện năng.

+An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa.

+Phí tổn về chi phí hàng năm là nhỏ nhất.

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt. Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra.

Như vậy nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn (về mặt phát nóng) cho các thiết bị điện đó trong mọi trạng thái vận hành. Do đó phụ tải tính toán là một số liệu rất quan trọng và cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện.

Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như :

Công suất và số lượng các máy vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất và trình độ vận hành của công nhân ….Vì vậy việc xác định

chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vậy nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ các thiết bị điện co khi dẫn tới cháy, nổ rất nguy hiểm. Còn nếu phụ tải tính toán xác định lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện đượcc chon quá lớn so với yêu cầu gây lãng phí.

Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán . Nhưng phương pháp đơn giản tính toán thuận tiện nhưng thường có kết quả không thật chính xác. Ngược lại, Nếu độ chính xác được nâng lên thì phương phps

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

1

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

tính lại phức tạp hơn. Do vậy mà tuỳ theo yêu cầu và giai đoạn thiết kế mà ta có phương pháp tính thích hợp.

Sau đây là một số phương pháp thường dùng để xác định phụ tải tính

toán.

1). Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt.

Phương pháp này thường được sử dụng khi thiết kế nhà xưởng lúc này mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt cuả từng phân xưởng.

Phụ tải tính toán của mỗi phân xưởng được xác định :

a). Phụ tải động lực.

Pđl = Knc.Pđ

Qtt = Pđl.tgϕ

Trong đó:

Knc : Hệ số nhu cầu , tra sổ tay kĩ thuật

Cosϕ : Hệ số công suất tính toán, tra sổ tay , từ đó rút ra tgϕ

Pđ: công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính toán có thể coi gần đúng Pđ ~ Pđm (kw).

b). Phụ tải chiếu sáng.

Pcs =Po.S

Qcs = Pcs. tgϕ

Trong đó:

Pcs: suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m ), trong thiết kế sơ bộ có thể lấy theo số liệu tham khảo .

S : diện tính cần đươc chiếu sáng (m²)

Vì là nhà máy sản xuất nên chỉ dùng đèn sợi đốt → cos ϕ =1 và Qcs=0.

c). Phụ tải tính toán toàn phần mỗi phân xưởng.

S_tt = (P_dl + P_cs )² + (Q_dl + Q_cs )²

d). Phụ tải tính toán toàn nhà máy.

n

^Pttnm ⁼ ^kdt ∑^(Pdli ⁺ ^Pcsi ⁾

1

n

^Qttnm ⁼ ^kdt ∑^(Qdli ⁺ ^Qcsi ⁾

1

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 2

Đồ án tốt nghiệp						Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
S	ttnm	=	P	² + Q		2
	ttnm		ttnm			ttnm
cosϕ =			^Pttnm
cosϕ =			Q
			Q
			ttnm
Trong đó :
Kđt	_Hệ số đòng thời xét tới khả năng phụ tải của các nhóm không
đồng thời cực đại.
K_đt = 0.9 ÷ 0.95					khi số nhóm thiết bị là n = 2 ÷ 4
K_đt = 0.8 ÷ 0.85					khi số nhóm thiết bị là n = 5 ÷ 10

Nhận xét: Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện. Vì vậy nó la fmột trong những phương pháp được dung rộng rãi trong tính toán cung cấp điện.

2). Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb.

Ta cần phải xác định công suet tính toán của tong nhóm thiết bị theo công thức:

+ Với một thiết bị:

Ptt = Pđm

+Với nhóm thiết bị n ≤ 3

n

^Ptt ⁼ ∑^Pdmi

1

+Khi n ≥ 4 thì phụ tải tính toán được xác định thêo biểu thức.

n

^Ptt ⁼ ^kmax ^ksd ∑^Pdmi

1

Trong đó :

K_sd _ hệ số sử dụng của nhóm thiết bị.

k_max _ Hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra theo hai đại lượng k_sd và số thiết bị dùng điện có hhiệu quả n_hq.

*Trình tự tính số thiết bị dùng điện có hiệu quả n_hq.

+Xác định n₁ là số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất cuả thiết bị có công suet lớn nhất trong nhóm.

+Xác định p₁ là công suất của n₁ thiết bị điện trên.

n

^P1 ⁼ ∑^Pdmi

1

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 3

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

+ Xác định n*

n* =n₁/n và P* = P₁/ P

Trong đó :

n: Tổng số thiết bị trong nhóm

P : Tổng công suất của nhóm (kw) P = ΣP_đmi

Từ n* và P* tra bảng ; tài liệu 1 – phụ lục 1.5 Ta được n_hq* Xác định Nhq theo công thức : n_hq=n_hq*.n

Tra bảng phụ lục 1.6 theo Ksd và n_hq ta tìm được k_max Cuối cùng tính được phụ tải tính toán phân xưởng

Ppx =Pttpx +Pcs = Kđt * Ptti + Pcs

Qpx = Qttpx = Kđt * ΣPtti

3). Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất.

Phụ tải tính toán được xác định bằng biểu thức:

P_tt = P₀.F

Trong đó:

P₀ _ suất phụ tải trên 1m² diện tích sản xuất (kw/m²). Giá trị P₀ có thể tra được trong sổ tay,.

F _ Diện tích sản xuất (m²) tức là diện tích đặt máy sản xuất.

Nhận xét : phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong trường hợp thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải cho các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố tương đối đồng đều : Như gia công cơ khí, sản xuất ôtô , vòng bi………

4). Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

Phụ tải tính toán được xác định bằng công thức:

_P_tt ₌ ^M^.W0

^Tmax

Trong đó :

M _ Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm (sản lượng).

W₀ _ Suất tiêu hao điẹn năng cho một đơn vị sản phẩm (kwh/đvsp)

T_max _ Thời gian sử dụng công suất lớn nhất h.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 4

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
*Nhận xét:	Phương pháp này thường được sử dụng để tính toán

cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: Quạt gió, bơm nước, máy nén khí……….

Xi măng là một ngành kinh tế hết sức quan trọng của đất nước đó là ngành then chốt của nền kinh tế quốc dân các nhà máy xi măng có mặt khắp nơi với quy mô khac nhau. Nhưng cùng chung một mục đích là cung cấp nguyên liệu cho các công trình xây dựng. Chính vì vậy nó được xây dựng và bố trí khắp mọi nơi.

Theo độ tin cậy của cung cấp điện Nhà máy xi măng thường được xếp vào diện hộ phụ tải loại 2 nhưng đối với một nhà máy có quy mô lớn có thể xếp vào hộ phụ tải loại 1. Vì nếu ngừng cung cấp điện sẽ gây ra nhiều phế phẩm gây thiệt hại lớn về kinh tế .

Phụ tải của cxi nghiệp có nhiều đọng cơ. Đồng hòi có rất nhiều bụi bặm và tiến ồn.

Nhà máy xi măng ma em thiết kế có 11 phân xưởng phụ tải và phòng điều hành Các phân xưởng được cho theo công suất đặt và theo từng thiết bị. Vị trí các phân xưởng được cho theo mặt bằng nhà máy như sau:

Số	trên	Tên phân xưởng	Công suất đặt
mặt bằng			KW

1		Đập đá vôi và đất sét	800

2		Kho nguyên liệu	300

3		Nghiền nguyên liệu	1000

4		Nghiền than	700

5		Lò nung và làm sạch Klinke	900

6		Nghiền xi măng	900

7		Xưởng sửa chữa cơ khí	Theo tính toán

8		Trạm bơm và xử lý nước thải	500

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 5

Đồ án tốt nghiệp		Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
9	Đóng bao		400

10	Điểu khiển trung tâm và phòng thí nghiệm		200

11	Phòng hành chính		200

Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích 1728 m². Tổng số thiết bị trong có trong phân xưởng là 25 thiết bị.Dựa vào số lượng phụ tải điện có trong phân xưởng ta chia số thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm, rồi dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán thoe hệ số cực đại k_max và công suất trung bình p_tbđể tính công suất tính toán cho phân xưởng.

1). Nhóm 1.

STT	Tên thiêt bị	Số lượng	P_dm kw	P_Σ kw
1	Máy tiện ren	4	7	28

2	Máy lăn ren	2	4.5	9

3	Máy cưa	1	2.8	2.8

4	Máy khoan đứng	3	4.5	13.5

5	Máy khoan vạn năng	2	7	14

6	Máy tiện ren	2	10	20

Tổng	n =	14		87.3

Từ bảng ta xác định được:

Tổng số thiết bị trong nhóm n = 14.

Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm P_Σ = 87,3 kw.

Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm lá n₁ = 8 thiết bị. Và tổng công suet của số thiết bị này là P₁ = 62 kw.

Tính được :

n	=	ⁿ1	=		8	= 0,57
n	=		=			= 0,57
*		n		14
		n		14
P	=	P₁		=		62	= 0,71
P	=			=			= 0,71
*		^Pdm1		87,3
		^Pdm1		87,3
Với các gía trị n_* và p_* tra [PL1.4-Tl1] chọn được n_hq* = 0,88
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)								6

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Từ n_hq* ta tính được :

n_hq = n_hq*.n = 0,88.14 = 12,32.

Tra [PL1.1-TL1] chọn được k_sd = 0,2 và n_hq = 12,32 ta tra [PL1.5-TL1] được k_max = 1,72

Vì n_hq >4 nên phụ tải tính toán của nhóm 1 được tính như sau :

n
^Pttn1 ⁼ ^ksd ^.kmax ^.∑^Pdmi	= 0,2.1,72.87,3 = 30,03	KW.
1
Q_ttn1 = P_ttn1.tgϕ = 30,03.1,33 = 39,94		KVAr
S_ttn₁ = (P_ttn²₁ + Q_ttn²₁ =	30,03² + 39,94² = 49,97 KVA

2). Nhóm 2.

Do có máy hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn nên ta phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi tính toán.

Công thức quy đổi như sau:

S_qd = S_dm. ε % = 25. 0,25 = 12,5 KVA.

P_qd = S_qd.cosϕ = 12,5.0,8 = 10 KW.

STT	Tên thiêt bị	Số lượng	P_dm kw	P_Σ kw
1	Máy khoan bàn	1	2.8	2.8

2	Máy mài tròn	2	4.5	9

3	Máy mài thô	3	2.4	7.2

4	Quạt gió	2	0.75	1.5

5	Máy hàn điện	1	10	20

Tổng	n =	9		40.5

Từ bảng ta xác định được:

Tổng số thiết bị trong nhóm n = 9 .

Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm P_Σ = 40,5 kw.

Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm lá n₁ = 1 thiết bị. Và tổng công suet của số thiết bị này là P₁ = 20 kw.

Tính được :

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 7

Đồ án tốt nghiệp								Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
n	=	n₁	=		1	= 0,11

*		n	9

P	=	P₁		=			20	= 0,49

*		^Pdm1				40,5

Với các gía trị n_* và p_* tra [PL1.4-Tl1] chọn được n_hq* = 0,31

Từ n_hq* ta tính được :

n_hq = n_hq*.n = 0,31.9 = 2,79.

Tra [PL1.1-TL1] chọn được k_sd = 0,2 và n_hq = 2,79

Do số thiết bị dùng điện có hiểu quả có n_hq =3 < 4 nên phụ tải tính toán được xác định theo biểu thức.

	n
	P₂ = ∑k_ti .P_dmi = 0,9.40,5 = 36,45KW
	1
Trong đó : k_t = 0.9 hệ số tải cuẩ thiết bị.
	Q_ttn2 = P_ttn2.tgϕ = 36,45.1,33 = 48,48					KVAr
	S_ttn₂ = (P_ttn²	₂ + Q_ttn²	2 ⁼	36,45² + 48,48² = 60,65			KVA
3). Nhóm 3.

STT	Tên thiêt bị				Số lượng	P_dm kw		P_Σ kw
1	Máy quấn dây				1	1.2		1.2

2	Tủ sấy				1	3		3

3	Máy khoan bàn				1	2.8		2.8

4	Máy mài				2	2.8		5.6

5	Bàn thử nghiệm				1	4.7		4.7

6	Lò rèn				1	1.2		1.2

Tổng	n =				7			18.5

Từ bảng ta xác định được:

Tổng số thiết bị trong nhóm n = 7.

Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm P_Σ = 18.5 kw.

Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm lá n₁ = 5 thiết bị. Và tổng công suet của số thiết bị này là P₁ = 16.1 kw.

Tính được :

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

8

Đồ án tốt nghiệp								Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
n	=	n₁	=		5	= 0,71

*		n		7

P	=	P₁		=			16,1	= 0,87

*		^Pdm1				18,5

Với các gía trị n_* và p_* tra [PL1.4-Tl1] chọn được n_hq* = 0,84

Từ n_hq* ta tính được :

n_hq = n_hq*.n = 0,84.7 = 5,88.

Tra [PL1.1-TL1] chọn được k_sd = 0,2 và n_hq = 5,88 ta tra [PL1.5-TL1] được k_max =2,24

Vì n_hq >4 nên phụ tải tính toán của nhóm 1 được tính như sau :

		n
	^Pttn2 ⁼ ^ksd ^.kmax ^.∑^Pdmi			= 0,2.2,24.18,5 = 8,29			KW.
		1
	Q_ttn3 = P_ttn3.tgϕ = 8,29.1,33 = 11,02					KVAr
	S_ttn₃ = (P_ttn²	₃ + Q_ttn²	₃ =	8,29² +11,02² = 13,79			KVA
4). Nhóm 4.

STT	Tên thiêt bị				Số lượng	P_dm kw		P_Σ kw
1	Lò điện				1	20		20

2	Bể dầu có tăng nhiệt				1	7		7

3	Máy uốn				1	1.7		1.7

4	Thiết bị tôi				1	30		30

5	Lò rèn				1	30		30

6	Máy nén khí				1	25		25

7	Cầu trục có Palăng điện				1	2.5		2.5

8	Quạt chống nóng				3	2.5		7.5

Tổng	n =				10			123.7

Từ bảng ta xác định được:

Tổng số thiết bị trong nhóm n = 10.

Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm P_Σ = 123.7 kw.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 9

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm lá n₁ = 4 thiết bị. Và tổng công suet của số thiết bị này là P₁ = 105 kw.

Tính được :

n_* = ⁿ_n¹ = ₁₀⁴ = 0,4

P* = ^P1 = ¹⁰⁵ = 0,85

P_dm₁ 123,7

Với các gía trị n_* và p_* tra [PL1.4-Tl1] chọn được n_hq* = 0,52

Từ n_hq* ta tính được :

n_hq = n_hq*.n = 0,52.10 = 5,2.

Tra [PL1.1-TL1] chọn được k_sd = 0,2 và n_hq = 5,2 ta tra [PL1.5-TL1] được k_max = 2,42

Vì n_hq >4 nên phụ tải tính toán của nhóm 1 được tính như sau :

		n
^Pttn4	= k_sd .k_max .∑P_dmi = 0,2.2,42.123,7 = 59,87			KW.
		1
Q_ttn1 = P_ttn1.tgϕ = 59,87.1,33 = 79,63				KVAr
^Sttn4	= (P_ttn²	₄ + Q_ttn²	₄ = 59,87² + 79,63² = 99,62 KVA

+Vậy tổng công suất tính toán của cả 4 nhóm là :

4
Ptt = kdt ∑Pttni = kdt .(Ptt1+ Ptt2+ Ptt3 +Ptt4)
1
= 0,85.(30,03+36,45+8,29+59,87) = 114,44 KW
4
Qtt = kdt ∑Qttni = kdt .(Qtt1+ Qtt2+ Qtt3	+Q_tt4)
1
= 0,85.(39,94+48,48+11,02+79,63)	KVAr

Với k_đt = 0.85 Hệ số đồng thời.

5). Tổng công suất chiếu sáng cho phân xưởng sửâ chữa cơ khí (PX7).

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng sửa chữa cơ kghí có nhiều máy móc, các chi tiết cần gia công chính xác. Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 16w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

10

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

P_cs7 = P₀.S_px7 = 16.1728 = 27648 w = 27,648KW.

Đo diện tích phân xưởng 7 ở sơ đồ phụ tảI ta có:

Với S_px7 = 3,2.0,6.3000².10^-4 = 1728m²

6). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí là:

P₇ = P_tt +P_cs7 = 114,44 + 27,648 = 142,09		KW
Q₇ = Q_tt = 152,21	KVAr
S₇ = (P₇² + Q₇² =	142,09² +152,21² = 208,22	KVA

(ĐẬP ĐÁ VÔI VÀ ĐẤT SÉT)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 1

Pđl1 = knc.Pđ

Q_đl1 = tgϕ.P_đl1

Trong đó :

K_nc = 0,55 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 1

cosϕ = 0,65 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1]⇒

tgϕ=1.77

Do đó ta có:

P_đl1 = 0,55.800 = 440 KW

Q_đl1 = 1,77.440 = 514,8 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 1.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 1 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs1 = P₀.S_px1 = 15.1575 = 23625 w = 23,625KW.

Với S_px7 = 2,5.0,7.3000².10^-4 = 1575 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 1

P₁ = P_đl1 +P_cs1 = 440 + 23,625 = 463,625		KW
Q₁ = Q_đl1 = 514,8	KVAr
S₁ = (P₁² + Q₁² =	463,625² + 514,8² = 692,8	KVA

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 11

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

(Kho nguyên liệu)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 2.

Pđl2 = knc.Pđ

Q_đl2 = tgϕ.P_đl2

Trong đó :

K_nc = 0,35 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 1

cosϕ = 0,7 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1]. tgϕ=1.02

Do đó ta có:

P_đl2 = 0,35.300 = 105 KW

Q_đl2 = 1,02.105 = 107,1 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 2.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 2 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs2 = P₀.S_px2 = 15.1575 = 23625 w=23,625 KW.

Với	S_px2 = 2,5.0,7.3000².10^-4 = 1575 m²
3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 2
	P₂ = P_đl2 +P_cs2 = 105 + 23,625 = 128,625		KW
	Q₂ = Q_đl2 = 107,1	KVAr
	S₂ = (P₂² + Q₂² =	128.625² +107,1² = 167,38	KVA
V). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 3.
		(Nghiền nguyên liệu)
1). Công suất động lực cho phân xưởng 3.
	Pđl3 = knc.Pđ
	Q_đl3 = tgϕ.P_đl3
Trong đó :
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)				12

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

K_nc = 0,6 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 3

cosϕ = 0,75 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] .tgϕ=0.88

Do đó ta có:

P_đl3 = 0,6.1000 = 600 KW

Q_đl3 = 0,88.600 = 528 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 3.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 3 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs3 = P₀.S_px3 = 15.1350 = 20250 w = 20,250KW

Với S_px3 = 2,5.0,6.3000².10^-4 = 1350 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 3

P₃ = P_đl3 +P_cs3 = 600 + 20,25 = 620,25		KW
Q₃ = Q_đl3 = 528	KVAr
S₃ = (P₃² + Q₃² =	620,25² + 528² = 814,55	KVA

(Nghiền than)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 4

Pđl4 = knc.Pđ

Q_đl4 = tgϕ.P_đl4

Trong đó :

K_nc = 0,6 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 4

cosϕ = 0,7 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1]⇒

tgϕ=1.02

Do đó ta có:

P_đl4 = 0,6.700 = 420 KW

Q_đl4 = 1,02.420 = 428,4 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 4.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

13

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 4 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs4 = P₀.S_px4 = 15.1620 = 24300 w = 24,3KW

Với S_px4 = 3.0,6.3000².10^-4 = 1620 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 4

P₄ = P_đl4 +P_cs4 = 420 + 240,3 = 444,3 KW

Q₄ = Q_đl4 = 428,4	KVAr
S₄ = (P₄² + Q₄² = 444,3² + 428,4² = 617,2	KVA

VII). TÍNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG 5.

(Lò nung và làm sạch klinke)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 5

Pđl5 = knc.Pđ

Q_đl5 = tgϕ.P_đl5

Trong đó :

K_nc = 0,65 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 5

cosϕ = 0,8 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] ⇒

tgϕ=0,75

Do đó ta có:

P_đl5 = 0,65.900 = 585 KW

Q_đl5 = 0,75.585 = 438,75 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 5.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 5 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 14

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs5 = P₀.S_px5 = 15.1890 = 28350 w = 28,35KW

Với S_px5 = 1890 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 5

P₅ = P_đl5 +P_cs5 = 585 + 28,35 = 613,35	KW
Q₅ = Q_đl5 = 438,75	KVAr

S₅ = (P₅² + Q₅² = 613,35² + 438,75² = 750,83 KVA

(Nghiền xi măng)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 6.

Pđl6 = knc.Pđ

Q_đl6 = tgϕ.P_đl6

Trong đó :

K_nc = 0,6 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 6

cosϕ = 0,8 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] ⇒

tgϕ=0,75

Do đó ta có:

P_đl6 = 0,6.900 = 540 KW

Q_đl6 = 0,75.540 = 405 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 6.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 6 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs6 = P₀.S_px6 = 15.1440 = 21600 w = 21,6KW

Với S_px6 = 2.0,8.3000².10^-4 = 1440 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 6

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

15

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
P₆ = P_đl6 +P_cs6 = 540 + 2106 = 561,6		KW
Q₆ = Q_đl6 = 405		KVAr
S₆ = (P₆² + Q₆² =	561,6² + 405² = 692,4	KVA

(Trạm bơm và xử lý nước thải)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 8

Pđl8 = knc.Pđ

Q_đl8 = tgϕ.P_đl8

Trong đó :

K_nc = 0,65 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 8

cosϕ = 0,8 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] ⇒

tgϕ=0,75

Do đó ta có:

P_đl8 = 0,65.500= 325 KW

Q_đl8 = 0,75.325 = 243,75 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 8.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 1 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 12w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs1 = P₀.S_px1 = 12.1080 = 12960 w = 12,96KW

Với S_px7 = 1,5.0,8.3000².10^-4 = 1080 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 8

P₈ = P_đl8 +P_cs8 = 325 + 12,96 = 337,96	KW
Q₈ = Q_đl8 = 243,75	KVAr

S₈ = (P₈² + Q₈² = 337,96² + 243,75² = 416,69 KVA

(Đóng bao)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 9

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 16

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Pđl9 = knc.Pđ
Q_đl9 = tgϕ.P_đl9
Trong đó :
K_nc = 0,65 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 9
cosϕ = 0,8 –	Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] ⇒

tgϕ=0,75

Do đó ta có:

P_đl9 = 0,65.400 = 260 KW

Q_đl1 = 0,75.260 = 195 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 9.

Ta dùng đèn tròn để chiếu sáng cho phân xưởng vì đèn tròn có ưu điểm là cho ánh sáng thật, có chỉ số màu cao, phân xưởng 9 Do đó chỉ có đèn tròn đáp ứng được yêu cầu này. Mặt khác đèn tròn sợi đốt có ưu điểm nữa là đơn giản dễ lắp đặt.

Ta chọn suất phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng P₀ = 15w/m² để đảm bảo đủ độ rọi cho phân xưởng.

P_cs9 = P₀.S_px9 = 15.1728 = 27648 w = 27,648KW

Với S_px9 = 1728 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 9

P₉ = P_đl9 +P_cs9 = 260 + 27,648 = 287,648		KW
Q₉ = Q_đl9 = 195	KVAr
S₉ = (P₉² + Q₉² =	287,648² +195² = 347,51	KVA

(Điều khiển trung tâm và phòng thí nghiệm)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 10

Pđl10 = knc.Pđ

Qđl10 = tgϕ.Pđl10

Trong đó :

K_nc = 0,75 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 10

cosϕ = 0,75 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1] ⇒

tgϕ=0,88
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)	17

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Do đó ta có:

P_đl10 = 0,75.200 = 150 KW

Q_đl10 = 0,88.150 = 132 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 10.

Dùng đèn tuýp với cosϕ = 0,8

P₀ = 20w/m²

P_cs10 = P₀.S_px10 = 20.1134 = 22680 w = 22,68KW Q_cs10 = tgϕ.P_đl10 = 22,68.0,75 = 17,01 KVAr

Với S_px10 = 2,1.0,6.3000².10^-4 = 1134 m²

3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 10

P₁₀ = P_đl10 +P_cs10 = 150 + 22,68 = 172,68	KW
Q₁₀ = Q_đl10+ Q_cs10 = 132 + 17,01 = 149,01	KVAr
S₁₀ = (P₁₀² + Q₁₀² = 172,68² +149,01² = 228,08	KVA

(Phòng hành chính)

1). Công suất động lực cho phân xưởng 11

Pđl11 = knc.Pđ

Qđl11 = tgϕ.Pđl11

Trong đó :

K_nc = 0,75 –Hệ số nhu cầu của phân xưởng 11

cosϕ = 0,8 – Hệ số công suất cosϕ tra theo [PL1.3-TL1]⇒

tgϕ=0,75

Do đó ta có:

P_đl11 = 0,75.200 = 150 KW

Q_đl11 = 0,75.150 = 112,5 KVAr.

2). Công suất chiếu sáng cho phân xưởng 11.

Dùng đèn tuýp với cosϕ = 0,8

P₀ = 15w/m²

P_cs11 = P₀.S_px11 = 15.864 = 12960 w.

Q_cs11 = tgϕ.P_đl11 = 12,96.0,75 = 9,72 KVAr

Với S_px11 = 1,2.0,8.3000².10^-4 = 864 m²

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 18

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
3). Tổng công suất tính toán cho toàn phân xưởng 11
P₁₁ = P_đl11 +P_cs11 = 150 + 12,96 = 162,96		KW
Q₁₁ = Q_đl11+ Q_cs11 = 112,5 + 9,72 = 122,22		KVAr
S₁₁ = (P₁₁² + Q₁₁² =	162,96² +122,22² = 203,7	KVA

1).Tổng công suất tác dụng.

Tổng công suất tác dụng.

11
PΣ = kdt .∑Pi + Pcsdtr	= 3344,26 = 3359,97 KW.
1

2). Tổng công suất phản kháng.

	11
Q_∑	= kdt .∑Qi = kđt.(Q1+ Q2	+Q₃ +Q₄	+Q₅+ Q₆+ Q₇+ Q₈+ Q₉+ Q₁₀+ Q₁₁ ).
	1

0,85.(152,21+514,8+107,1+528+428,4+ +438,75+405+243,75+195+149,01+122,22) = 2791,6.KVAR

Trong đó :

K_đt = 0.85 –Hệ số đồng thời.

3). Tổng công suất biểu kiến.

S	∑	= (P²	+ Q²	= 3359,97² + 2791,6² = 4368,35 KVA.
	∑	∑	∑

4). Hệ số công suất cosϕ.

cosϕ =	^P∑	=	3359,97	= 0,77
	S_∑		4368,35

Bảng 1.1 Phụ tải tính toán của các phân xưởng .

S	Tên Phân		P_đ			P₀	Pđl	Pcs	Qcs	P_i	Q_i	S_i
S	Tên Phân		P_đ	knc	cosϕ	w/	Pđl	Pcs	Kva	P_i	Q_i	S_i
tt	xưởng		KW	knc	cosϕ	w/	Kw	Kw	Kva	Kw	Kvar	KVA
tt	xưởng		KW			m²	Kw	Kw	r	Kw	Kvar	KVA
						m²			r
1	Đập	đá	800	0.55	0.65	15	440	23.625	0	463.625	514.8	692.8
	vôi……		800	0.55	0.65	15	440	23.625	0	463.625	514.8	692.8
	vôi……

2	Kho
	nguyên		300	0.35	0.7	15	105	23.625	0	128.63	107.1	167.38
	liệu

3	Nghiền
	nguyên		1000	0.6	0.75	15	600	20.25	0	620.25	528	814.55
	liệu

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 19

Đồ án tốt nghiệp					Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
4	Nghiền	700	0.6	0.7	15	420	24.3	0	444.3	428.4	617.2
	than	700	0.6	0.7	15	420	24.3	0	444.3	428.4	617.2
	than

5	Lò nung	900	0.65	0.8	15	585	28.35	0	613.35	438.75	750.83
	và làm…	900	0.65	0.8	15	585	28.35	0	613.35	438.75	750.83
	và làm…

6	Nghiền xi	900	0.6	0.8	15	540	21.6	0	561.6	405	692.4
	măng	900	0.6	0.8	15	540	21.6	0	561.6	405	692.4
	măng

7	XSCCK	—	—	—	16	—	27.648	0	142.09	152.51	208.22

8	Trạm bơm	500	0.65	0.8	12	325	12.96	0	337.96	243.75	416.69
	và..	500	0.65	0.8	12	325	12.96	0	337.96	243.75	416.69
	và..

9	Đóng bao	400	0.65	0.8	15	260	27.648	0	287.648	195	347.51

10	ĐKTT	200	0.75	0.75	20	150	22.68	17.0	172.68	149.01	228.08
		200	0.75	0.75	20	150	22.68	1	172.68	149.01	228.08
								1

11	Phòng	200	0.75	0.8	15	150	12.96	9.72	162.96	122.22	203.7
	hành chính	200	0.75	0.8	15	150	12.96	9.72	162.96	122.22	203.7
	hành chính

1). Tính bán kính biểu đồ phụ tải.

Chọn tỉ lệ xích m = 3KVA/mm² từ đó tìm được bàn kính biểu đồ phụ tải của các phân xưỏng bằng công thức sau.

S

^Ri ⁼_π_.mⁱ

Trong đó :

S_i – Công suất tính toán của phân xưởng i.

R =	^S1 ₌	^692,8 = 8,57mm
1	π.m	π.3
	π.m	π.3

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 20

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

S

^R2 ⁼ _π²

.m

S

R₃ = _π³

.m

S

^R4 ⁼ _π⁴

.m

S

R₅ = _π⁵

.m

S

R₆ = _π⁶

.m

S

R₇ = _π⁷

.m

S

R₈ = _π⁸

.m

S

R₉ = _π⁹

.m

S

R₁₀ = π ¹⁰

.m

S

R₁₁ = π ¹¹

.m

=	167,38	= 4,21mm
	π.3
=	814,55	= 9,31mm
	π.3
=	617,2	= 8,09mm
	π.3
=	750,83	= 8,93mm
	π.3
=	^692,4 = 8,57mm
	π.3
=	208,22	= 4.7mm
	π.3
=	416,69	= 6,65mm
	π.3
=	347,51	= 6,07mm
	π.3
=	^228,08 = 4,92mm
	π.3
=	203,7	= 4,64mm
	π.3

2). Tính góc phụ tải chiếu sáng.

Góc phụ tải chiếu sáng được xác định theo biêut thức:

α_i =	360.P_csi
α_i =	P_i
	P_i
Trong đó:

P_csi – Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i.

P_i – Tổng phụ tải tác dụng của phân xưởng i.

_α₁ ₌ ^360.Pcs1 ₌ ^360.23,625 ₌ _18,340

P₁463,625

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 21

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

₂ ₌ ^Pcs2 ₌ ^360.23,625 ₌ _66,120

P₂128,63

₃ ₌ ^Pcs3 ₌ ^360.20,25 ₌ _13,640

P₃620,25

₄ ₌ ^Pcs4 ₌ ^360.24,3 ₌ _19,690

P₄444,3

₅ ₌ ^Pcs5 ₌ ^360.28,35 ₌ _14,360

P₅613,35

₆ ₌ ^Pcs6 ₌ ^360.21,6 ₌ _13,850

P₆561,6

₇ ₌ ^Pcs7 ₌ ^360.27,648 ₌ _70,050

P₇142,09

₈ ₌ ^Pcs8 ₌ ^360.12,96 ₌ _13,810

P₈337,96

₉ ₌ ^Pcs9 ₌ ^360.27,648 ₌ _34,60

P₉287,648

_α₁₀ ₌ ^360.Pcs10 ₌ ^360.22,68 ₌ _47,280

P₁₀172,68

_α₁₁ ₌ ^360.Pcs11 ₌ ^360.12,96 ₌ _28,630

P₁₁162,96

Bảng 1.2 Bán kính và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các phân xưởng.

STT	Tên phân	Diện	P	cspx	kw	P	kw	S	KVA	R mm	α ⁰
		tích m²		cspx		i		i		i	i
	xưởng	tích m²
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)											22

Đồ án tốt nghiệp					Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
1	Đập		đá	1575	23.625	463.625	692.8	8.57	18.34
	vôi……

2	Kho	nguyên		1575	23.625	128.63	167.38	4.21	66.12
	liệu

3	Nghiền nguyên			1350	20.25	620.25	814.55	9.31	13.64
	liệu

4	Nghiền than			1620	24.3	444.3	617.2	8.09	19.69

5	Lò	nung	và	1890	28.35	613.35	750.83	8.93	14.36
	làm…

6	Nghiền		xi	1440	21.6	561.6	692.4	8.57	13.85
	măng

7	XSCCK			1728	27.648	142.09	208.22	4.7	70.05

8	Trạm bơm và..			1080	12.96	337.96	416.69	6.65	13.81

9	Đóng bao			1728	27.648	287.648	347.51	6.07	34.6

10	ĐKTT			1134	22.68	172.68	228.08	4.92	47.28

11	Phòng		hành	864	12.96	162.96	203.7	4.64	28.63
	chính

`

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 23

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Công suất tính toán nhà máy s_Σ = 4368KVA với quy mô nhà máy lớn như vậy cần phải đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) 22KV rồi phân phối cho trạm biến áp phân xưởng.

Trong trạm phân phối trung tâm chỉ đặt các thiết bị đóng cắt như : Máy cắt, dao cắt phụ tải, cầu dao cầu trì.

Để xác định vị trí đặt trạm biến áp (PPTT) tối ưu ta sử dụng công thức sau:

Căn cứ vào biểu đồ phụ tải .

Căn cứ công thức xác định tâm toạ độ phụ tải

∑ S_i X_i	∑ S_i Y_i
X₀ =	;Y₀ =
∑S_i	∑ S_i

Trong đó : S_i PTTT toàn phần của phân xưởng thứ i

Ta có :

X_M = (1,85.692,8+1,85.167,38+1,85.814,55+8.617,2+ +8.750,83+5,4.692,4+8,4.208,22+0,8.416,69+ +8,4.347,51+2,15.228,08+5.203,07)/3934,42=6,17

X_M = 6,17

Y_M = (9,35.692,8+7,25.167,38+4,9.814,55+7,8.617,2+ +9,35.750,83+8,7.692,4+0,8.208,22+3,15.416,69+ +4,9.347,51+0,7.228,08+1.203,07)/3934,42=8,14

Y_M = 8,14

Vậy M (X_M ; Y_M ) = M (6,17 ; 8,14) được xác định trên hệ trục toạ độ XOY ở biểu đồ phụ tải

Như vậy trạm phân phối trung tâm đượcdặt tại điểm M trên biểu đồ phụ tải có toạ độ : M ( X_M ; Y_M ) = M ( 6,17 ; 8,14 ) thực tế khi ta dặt trạm phân phối trung tâm tại đây sẽ ảnh hưởng đến mặt mỹ quan nhà máy, sử dụng diện

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

24

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

tính đất chiếm tại vị trí bất hợp lý và về mặt an toàn không cao. Vì vậy ta tịnh tiến trên trục X_M đẩy trạm phân phối trung tâm về vị trí sát tường rào bên cạnh khu phân xưởng nghiềm xi măng theo toạ độ xác định trên bản vẽ là M (5,8 ; 7,5 ).

Như vậy phần diện tích chiếm đất là tương đương nhau nhưng đảm bảo được mỹ quan tổng thể, tiện sử dụng, mà đơn giản cho việc cung cấp từ lưới điện quốc gia về nhà máy.

Việc chọn số lượng trạm biến áp trong một xí nghiệp cần phải so sánh chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật, vị trí của các trạm biến áp phải thoả mãn các điều kiện cơ bản sau:

+An toàn và liên tục cung cấp điện .

+Gần trung tâm phụ tải và gần nguồn cung cấp đi tới.

+Thao tác vận hành dễ dàng và thuận tiện.

+Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.

Dung lượng và số máy biến áp trong trạm cần phải tuân thủ theo các điều kiện sau:

+Dung lượng máy biến áp phân xưởng nên đồng nhất,ít chủng loại để giảm được số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng trong kho.

+Sơ đồ nối dây của trạm biến áp nên đơn giản, đồng nhất và chú ý tới việc phát triển sau này.

+Trạm biến áp phân xưởng nên dùng 2 máy biến áp trong một trạm.

+Để chọn số lượng và dung lượng máy biến áp được tối ưu ta đưa ra 2 phương án chọn trạm biến áp rồi so sánh 2 phương án này để chọn ra phương án co chi phí nhỏ nhất.

A). PHƯƠNG ÁN 1.

Căn cứ vào vị trí số lượng, công suất của các phân xưởng ta quyết định chon 6 trạm biến áp, vị trí và số lượng được xác định bằng toạ độ tối ưu rồi sau đó toạ độ BAPX được xê dịch thích hợp 6 trạm được đặt lion kề phân xưởng để tiết kiệm và đảm bảo mĩ quan cho nhà máy.

Trạm biến áp 1 cung cấp điện cho phân xưởng 1 và 2

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 25

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Trạm biến áp 2 cung cấp điện cho phân xưởng 3, 8, 10.

Trạm biến áp 3 cung cấp điện cho phân xưởng 6.

Trạm biến áp 4 cung cấp điện cho phân xưởng 7, 9, 11.

Trạm biến áp 5 cung cấp điện cho phân xưởng 4.

Trạm biến áp 6 cung cấp điện cho phân xưởng 5.

Do tầm quan trọng cấp điện cho các phân xưởng nên không thể để mất điện vì mất điện sẽ ảnh hưởng đến năng suất nhà máy và chất lượng của sản phảm gây ra nhiều phế phẩm. Do vậy ta đặt mỗi trạm 2 máy biến áp.

Hình 1.3

VÞ trÝ sè l¦îng tr¹m biÕn ¸p cña ph¦¬ng ¸n 1

x

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 26

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

1). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 1.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB1 ≥	Spt₁	=	S₁ + S₂	=	692.8 +167.38	= 430.1 KVA
	2		2		2

s_dmB₁ ≥ 430.1					KVA

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 27

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Tra [PL6-TL3] ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ĐÔNG ANH sản suất có công suất : 500 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp. Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

S_qt = 1,4S_đm = 1,4.500 = 700 KVA.

^SqtB1	.100 ⁰ ₀	=	700	.100 0	0	= 81⁰ ₀
^S ptB1			860,2

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được 81% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 19% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

2). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 2.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB2 ≥	Spt₂	=	S₃ + S₈ + S₁₀		=	814.55 + 416.69 + 228.08	= 730 KVA
	2		2			2

Sdm_B₂ ≥ 750				KVA

Tra [PL6-TL3]ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ĐÔNG ANH sản suất có công suất : 750 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp.

S_qt = 1,4S_đm = 1,4.750 = 1050 KVA.

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

^SqtB 2	.100 ⁰ ₀	=	1050	.100 0	0	= 72 ⁰ ₀
^S ptB 2			1460

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được72% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 28% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

3). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 3.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB3	≥	Spt_B₃	=	S₆	=	692.2	= 346.2 KVA
		2		2		2

Sdm_B₃	≥ 346.2						KVA

Tra [PL6-TL3]ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ANH sản suất có công suất : 400 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

ĐÔNG

28

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

S_qtB3 = 1,4S_{đm B3} = 1,4.400 = 560 KVA.

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

^SqtB3	.100 ⁰ ₀	=	560	.100 0	0	= 81⁰ ₀
^S ptB3			692.4

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được81% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 19% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

4). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 4.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB4 ≥	Spt_B₄	=	S₇ + S₉	⁺ ^S11	=	208.22 + 347.51 + 203.7	= 380 KVA
	2		2			2

Sdm_B₄ ≥ 380				KVA

Tra [PL6-TL3] ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ĐÔNG ANH sản suất có công suất : 400 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp.

S_qtB4 = 1,4S_{đm B4} = 1,4.400 = 560 KVA.

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

^SqtB 4	.100 ⁰ ₀	=	560	.100 0	0	= 74 ⁰ ₀
^S ptB 4			760

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được 74% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 26% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

5). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 5.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB5	≥	Spt_B₅	=	S₅	=	750.83	= 375.42 KVA
		2		2		2

Sdm_B₅	≥ 375.42						KVA

Tra [PL6-TL3]ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ĐÔNG ANH sản suất có công suất : 400 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp.

S_qtB5 = 1,4S_{đm B5} = 1,4.400 = 560 KVA.

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

29

Đồ án tốt nghiệp						Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
^SqtB5	.100 ⁰ ₀	=	560	.100 0	0	= 75 ⁰ ₀
^S ptB5	.100 ⁰ ₀	=	750.83	.100 0	0	= 75 ⁰ ₀
^S ptB5			750.83

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được 75% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 25% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

6). Tính chọn máy biến áp cho trạm biến áp 6.

Công suất mỗi máy biến áp được chọn theo tiêu chuẩn sau :

SđmB6 ≥	Spt_B₆	=	S₄	=	617.2	= 308.6 KVA
	2		2		2

Sdm_B₆ ≥ 308.6						KVA

Tra [PL6-TL3]ta chọn 2 máy biến áp do nhà máy thiết bị điện ĐÔNG ANH sản suất có công suất : 400 KVA – 22/0.4.

Khi bị sự cố một máy biến áp.

S_qtB3 = 1,4S_{đm B3} = 1,4.400 = 560 KVA.

Máy biến áp còn lại sẽ cấp được :

^SqtB6	.100 ⁰ ₀	=	560	.100 0	0	= 91⁰ ₀
^S ptB6			617.2

Vậy khi bị sự cố máy biến áp còn lại chịu quá tải và cấp được 91% phụ tải, ta chỉ cần cắt đi 9% phụ tải không quan trọng nhưng vẫn đảm bảo cấp điện cho phụ tải khi bị sự cố.

Bảng 2-1 Kết quả chọn của máy biến áp phân xưởng.

STT	Tên phân xưởng	S_i KVA	Số máy	SđmBA	Tên trạm
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)					30

Đồ án tốt nghiệp							Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
											KVA

1	Đập đá vôi và đất sét					692.8			2		500			B1

2	Kho nguyên liệu					167.38

3	Nghiền nguyên liệu					814.55			2		750			B2

4	Trạm bơm					416.69

5	Điều khiển trung tâm					228.08

6	Nghiền than					617.2			2		400			B6

7	Lò nung					750.83			2		400			B5

8	Nghiền xi măng					692.4			2		400			B3

9	Xưởng xửa chữa cơ khí					208.22			2		400			B4

10	Đóng bao					347.51

11	Phòng hành chính					203.08

				Bảng 2-2 Thông số máy biến áp.

SđmBA		Uđm	P₀	P_N	I%			U%	Kích thước mm				Trọng lượng
		KV	w	w					Dài	Cao		Rộng	Dầu		Toàn
													(lít)		bộ (kg)

500		22/0.4	960	5270	1.5			4	1720	960		1950	630		2600

750		22/0.4	1220	6680	1.4			4.5	1830	1080		2060	840		3360

400		22/0.4	850	4500	1.5			4	1610	930		1800	460		2110

400		22/0.4	850	4500	1.5			4	1610	930		1800	460		2110

400		22/0.4	850	4500	1.5			4	1610	930		1800	460		2110

400		22/0.4	850	4500	1.5			4	1610	930		1800	460		2110

B). PHƯƠNG ÁN 2.

Quyết định đặt 6 trạm biến áp,Vị trí đặt trạm biến áp tương tự như phương án 1. Chỉ khác:

Trạm biến áp 1 lấy điệnn từ trạm biến áp 3.

Trạm biến áp 6 lấy điện từ trạm biến áp 5.

Chính vì vậy, Công suất của từng trạm biến áp vẫn giữ nguyên như phương án 1.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 31

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Hình 1.4

VÞ trÝ sè l¦îng tr¹m biÕn ¸p cña ph¦¬ng ¸n 2

	5	750.83			4617.2										9347.51	2×400 kVA	viªn
		B6	2×400 kVA		B5 2×400 kVA	PPTT	2							)	B4		C«ng
													5
												2
			2XLPE(3×25)								x
			2XLPE(3×25)								(3
										E
									P
								L
							X
			6	692.4	B32x400 kVA
						2XLPE(3×25)									2XLPE(3×25)
			B1												B2
			2x500kVA	Ao			167.38								B2	2x750kVA
	1	8692.	2x500kVA	Ao		2	167.38								3814.55	2x750kVA
																C©y xanh
																8	416.69
															CHƯƠNG II.
y	359.		78.		7.8	7.25									4.9	3.15
					LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CÁP ĐIỆN.

x

7	208.22	8.4
7	208.22	8.4
		8

		455.
11	203.7

I). KHÁI QUÁT:

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

32

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
1). Chọn sơ đồ nối dây:

Khi chọn sơ đồ nối dây cho mạng điện ta cần căn cứ vào các yêu cầu cơ bản của mạng điện vào tính chất của hộ tiêu thụ, vào trình độ vận hành thao tác của công nhân, vào vốn đầu tư của xí nghiệp. Việc lựa chọn sơ đồ đấu dây phải dựa trên sơ sở so sánh lỹ thuật và kinh tế. Nói chung vả mạng điện cao áp, mạng điện hạ áp và mạng điện phân xưởng thườn dùng hai sơ đồ nối dây chính sau đây:

Sơ đồ hình tia: Sơ đồ này có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tuơng đối cao dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá dễ dàng vận hành bảo quản, nhược điểm cua sơ đồ hình tia là vốn đầu tư tương đối lớn. Sơ đồ hình tia thường dùng cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 1 và 2.
Sơ đồ phân nhánh : có ưu, nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia đố là khó tự động hoá, khó bảo quản và vận hành, nhưng vốn đầu tư nhỏ. Sơ đồ phân nhánh thường dùng cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 2 và 3.

Trong thực tế ngưòi ta thường dùng kết hợp hai sơ đồ trên thành sơ đồ hỗn hợp có các mạch dự phòng chung và riêng để nâng cao độ tin cậy và tính linh hoạt cung cấp điện cho sơ đồ.

2). Chọn tiết diện dây dẫn.

Khi thiết kế cung cấp điện cho dây dẫn là một bước quan trọng vì dây dẫn chọn không thoả mãn thì sẽ gây ra sự cố nguy hiểm dẫn đến cháy nổ. Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp .

Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế J_kt : Phương pháp này dùng để chọn dây dẫn cho lưới điện có điện áp U ≥ 110KV , các lưới tung áp đô thị và xí nghiệp, nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sủ dụng

công suất lớn cũng được chọn theo j_kt .

Nếu chọn dây theo J_kt sẽ có lợi về kinh tế, nghĩa là chi phí tính toán hành năm sẽ thấp nhất.

* Chọn tiết diện theo tổ thất điện áp cho phép U_cp :

Phưong pháp này thường dùng trong lưói điện trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đường dây tải điện tới các trạm bơm nông nghiệp, do khoảng cách tải điện xa, tổn thất điện áp lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năng dẽ bị vi

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

33

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn theo phương pháp này để đảm bảo chất lượng điện năng.

* Chọn tiết diện theo dòng điện phát nóng cho phép I_cp :

Phương pháp này thường dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công gnhiệp và chiếu sáng sinh hoạt.

Tiết diện được chọn theo phương pháp nào cũng phải thoả mãn các điều kiện kiểm tra sau:

Ubt ≤ Ubtcp

Usc ≤ Usccp

Isc ≤ Icp

Với dây dẫn là cáp cần phải kiểm tra thêm điều kiện ổn định nhiệt:

≤ α.I_∞. t_qd

Trong đó :

U_bt – Tổn thất điện áp đường dây khi làm việc bình thường.

U_btcp – Tổn thất điện áp cho phép khi đường dây làm viẹc bình

thuờng.

U_sc – Tổn thất điện áp đường dây khi làm viẹc bị sự cố. U_sccp – tổn thất điện áp khi làm việc sự cố.

I_sc – Dòng điện làm việc lớn nhất qua day khi bị sự cố

I_cp – Dòng điện cho phép của dây đã chọn, do nhà chế tạo cho. α – Hệ số nhiệt.

I_∞ – Dòng điện ngắn mạch.

t_qd – Thời gian qua đổi, với lưới trung áp ,hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch (t_qd = 0.5÷1s).

* Với lưới U ≤ 110KV

U_btcp = 10%U_đm

U_sccp = 20%U_đm

* Với lưới U ≤ 35KV

Ubtcp = 5%Uđm

U_sccp = 10%U_đm

Ngoài ra tiết diện dây được chọn còn phải thoả mãn các điều kiện về độ bền cơ học và chống tổn thất vầng quang.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

34

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi măng

Để chọn được phương án đi dây phía cao áp cho nhà máy được tối ưu ta đưa ra 2 phương án đi day sau đó so sánh hai phương án này để chọn ra phương án hiệu quả nhất.

A). PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CAO ÁP CỦA PHƯƠNG ÁN 1.

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho nhà máy ta quyêt định đi dây bằng cáp ngầm, lộ kép để dẫn điện từ trạm PPTT đến các trạm BAPX ta thực hiện phương án đi dây hình tia(hình vẽ sau).

1).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 1.

Đoạn cáp này có chiều dài l₁=105 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

I _B₁ =	Spt_B₁	=	860.2	= 13.8	A
	2. 3.Udm		2 3.22
I_B1= 13.8		A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B1		13.8		2
F_B₁ =		=		= 5.1	mm .
F_B₁ =	^J kt	=	2.7	= 5.1	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r₀	L0	x0	R1	X1	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE(3×25)	2	105	0.927	0.55	0.173	0.0934	0.0128	143

Trong đó, x₀, R₁, X₁ Được tính theo công thức sau :

X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)	35

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
R₁=r₀.l₁=0,927.0,105 = 0,09734.		Ω
X₁=x₀.l₁=0,173.0,105 = 0,0128.		Ω
b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₁.

I_sc = 2.I_B1 = 2.13,8 = 27,6 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

2).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 2.

Đoạn cáp này có chiều dài l₂=124 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B2 ⁼	Spt_B ₂	=	1460	= 23.46	A
	2. 3.Udm		2 3.22
I_B2= 23.46			A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B2		23.46		2
F_B₂ =		=		= 8.7	mm .
F_B₂ =	^J kt	=	2.7	= 8.7	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r0	L₀	x₀	R₂	X₂	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE(3×25)	2	124	0.927	0.55	0.173	0.11495	0.2145	143

Trong đó, x₀, R₂, X₂ Được tính theo công thức sau :
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)								36

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 R₂=r₀.l₂=0,927.0,124 = 0,11495. X₂=x₀.l₂=0,173.0,124 = 0,2145.

b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Ω/km

Ω

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₂.

I_sc = 2.I_B2 = 2.23,46 = 46,92 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

3).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 3.

Đoạn cáp này có chiều dài l₃=10 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B3	=	Spt_B₃	=	692,4	= 11,13	A
		2. 3.Udm
			2 3.22
		I_B3= 11,13			A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B3		11,13		2
F_B₃ =		=		= 4,12	mm .
	^J kt		2.7

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r0	L₀	x₀	R₃	X₃	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE	2	10	0.927	0.55	0.173	9,4554.10^-3	1,7646.10^-3	143
2XLPE	2	10	0.927	0.55	0.173			143
(3×25)

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 37

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Trong đó, x₀, R₃, X₃ Được tính theo công thức sau :
X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km
R₃=r₀.l₃=0,927.0,01 = 9,4554.10^-3Ω
X₃=x₀.l₃=0,173.0,01 = 1,7646.10^-3.		Ω
b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₃.

I_sc = 2.I_B3 = 2.11,13 = 22,26 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

4).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 4.

Đoạn cáp này có chiều dài l₄=75 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

I _B ₄ =	Spt_B₄	=	760	= 12,21	A
	2. 3.Udm		2 3.22
I_B4= 12,21			A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B4		12,21		2
F_B₄ =		=		= 4,52	mm .
	^J kt		2.7

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r₀	L0	x0	R4	X4	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 38

Đồ án tốt nghiệp			Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
2XLPE(3×25)	2	75	0.927	0.55	0.173	0.06953	0.01298	143

Trong đó, x₀, R₄, X₄ Được tính theo công thức sau :
X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km
R₄=r₀.l₄=0,927.0,075 = 0.06953					Ω
X₄=x₀.l₄=0,173.0,075 = 0,01298.					Ω
b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₃.

I_sc = 2.I_B4 = 2.12,21 = 24,42 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

5).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 5.

Đoạn cáp này có chiều dài l₁=13 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B5	=	Spt_B₅	=	750,83		= 12,07	A
		2. 3.Udm		2	3.22

I_B5= 12,07				A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B5		12,07		2
F_B₅ =		=		= 4,47	mm .
F_B₅ =	^J kt	=	2.7	= 4,47	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r₀	L0	x0	R5	X5	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 39

Đồ án tốt nghiệp			Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

2XLPE(3×25)	2	105	0.927	0.55	0.173	0,0121	0,00249	143

Trong đó, x₀, R	5, X5	Được tính theo công thức sau :
X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km
R₅=r₀.l₅=0,927.0,013 = 0,0121.					Ω
X₅=x₀.l₅=0,173.0,013 = 2,249.10^-3.					Ω
b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₅.

I_sc = 2.I_B1 = 2.12,07 = 24,14 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

6).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 6.

Đoạn cáp này có chiều dài l₆=56 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a).Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B6	=	Spt_B₆	=	617,2		= 9,92	A
		2. 3.Udm		2	3.22

I_B6= 9,92			A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B6		9,92		2
F_B₆ =		=		= 3,67	mm .
F_B₆ =	^J kt	=	2.7	= 3,67	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 40

Đồ án tốt nghiệp			Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Cáp	Số	Dài	r₀	L₀	x₀	R₆	X₆	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE(3×25)	2	56	0.927	0.55	0.173	0,0519	9,688.10^–	143
							3

Trong đó, x₀, R₆, X₆ Được tính theo công thức sau :

X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km

R6=r0.l6=0,927.0,056 = 0,0519.

Ω

X6=x0.l6=0,173.0,056 = 9,688.10-3.

Ω

b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₆.

I_sc = 2.I_B6 = 2.9,92 = 19,84 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

7). Tổn thất điện năng trên cáp cao áp phương án 1.

A = Pmax.τ max

Pmax =			P₁+													P₂ +					P₃ +						P₄ + P₅ +						P₆ .
P₁	=	S _ptB²₁		.					R			=				860,2²					.		0,09734							= 74,41			W
										1
		U _dm²								2							22²									2
		U _dm²								2							22²									2
P₂	=	S _ptB²	2					.		R	2				=		1460²				.		0,11495							= 253,13			W
P₂	=	U _dm²						.		2					=			22	2		.					2				= 253,13			W
		U _dm²								2								22	2							2
P₃		S _ptB²	3							R							692,4²							9,4554.10							−3		W
	=				.					3		=										.										= 4,68
	=	U _dm²			.					2		=					22		2			.					2					= 4,68
		U _dm²								2							22		2								2
P₄	=	S _ptB²	4					.		R	4				=			760	2	.	0,06953							= 41,49					W
P₄	=	U _dm²						.		2					=			22²		.						2		= 41,49					W
		U _dm²								2								22²								2
P₅	=	S _ptB²	5			.				R			=				750,83²							.		0,0121				= 7,05			W
										5
		U _dm²								2							22²									2
		U _dm²								2							22²									2
P₆	=	S _ptB²	6				.			R	6			=				617,2²					.		0,0519				= 20,42				W
P₆	=	U _dm²					.			2				=			22²						.			2			= 20,42				W
		U _dm²								2							22²									2
P_max =396,5															W = 0,396														KW.
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)																																		41

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Vậy	A = Pmax.τ max

Với τ _max = 3979 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Được tính theo

công thức gần đúng.
A₁ = 396,5 . 3979 = 1.575.684	Wh.
= 1.576	KWh.

Bảng chọn cáp cao áp của phương án 1.

Lộ cáp	Loại cáp	Chiều dài	l	Đơn giá(đ/m)	Thành tiền
		(m)			(đồng)

PPTT – B₁	2XLPE(3×25)	105		75.000	7,875.10⁶
PPTT – B₂	2XLPE(3×25)	124		75.000	9,3.10⁶
PPTT – B₃	2XLPE(3×25)	10		75.000	0,75.10⁶
PPTT – B₄	2XLPE(3×25)	75		75.000	5,625.10⁶
PPTT – B₅	2XLPE(3×25)	13		75.000	0,975.10⁶
PPTT – B₆	2XLPE(3×25)	56		75.000	4,2.10⁶
Tổng =	2XLPE(3×25)	383			28,725.10⁶
Tổng tiền vốn mua cáp phương án 1:
28,725.10⁶ x2 = 57,45.10⁶.				Đồng

Chi phí tính toán hành năm của phương án 1.

Z₁ = (a_tc + a_vh).K₁ + A₁.C

Với a_tc = 0.2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư với nhà máy xi măng thiết kế có thời gian thu hồi vốn là 5 năm.

a_vh = 0.1 Hệ số vận hành .

K1 = 57,45.106. Đồng Vốn đầu tư mua cáp cao áp.

C = 1000 đ/KWh Giá một KWh điện

Z₁ = (0,2 + 0,1). 57,45.10⁶ + 1.576.1000 =18.831.000 đồng

B). PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CAO ÁP CỦA PHƯƠNG ÁN 2.

Để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho nhà máy ta quyêt định đi dây bằng cáp ngầm, lộ kép để dẫn điện từ trạm PPTT đến các trạm BAPX ta thực hiện phương án đi dây hình tia(hình vẽ sau).

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

42

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

1).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 3.

Đoạn cáp này có chiều dài l₃=10 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B3	=	Spt_B₃	=	Spx₁	+ Spx₂	+ Spx₆	=	692,8 +167,35 + 692,4	= 24,95	A
		3.Udm			2. 3.Udm			2 3.22
	2.
I_B3= 24,95				A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B3		24,95		2
F_B₃ =		=		= 9,24	mm .
F_B₃ =	^J kt	=	2.7	= 9,24	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r₀	L₀	x₀	R₃	X₃	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE	2	10	0.927	0.55	0.173	9,4554.10^-3	1,7646.10^-3	143
2XLPE	2	10	0.927	0.55	0.173			143
(3×25)

Trong đó, x₀, R₃, X₃ Được tính theo công thức sau : X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km R₃=r₀.l₃=0,927.0,01 = 9,4554.10^-3Ω

X₃=x₀.l₃=0,173.0,01 = 1,7646.10^-3. Ω b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 43

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₃.

I_sc = 2.I_B3 = 2.24,95 = 49,9 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

2).Tính tiết diện cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp 5.

Đoạn cáp này có chiều dài l₅=13 m (Được đo từ mặt bằng nhà máy theo tỉ lệ đã cho).

a). Tính tiết diện cáp:

Dòng điện làm việc lớn nhất qua cáp được tính.

^I B5	=	Spt_B₅	=	Spx₅	+ Spx₆	=	750,83 + 617,2	= 21,99	A
		3.Udm		2.	3.Udm		2 3.22
	2.
I_B5= 21,99				A.

Chọn cáp là cáp đồng , với T_max=5500h, tra bảng [5.9-TL3] chọn được mật độ dòng kinh tế cho phép là J_kt=2.7A/mm².

Vậy tiết diện của dây dẫn được tính là:

	^I B5		21,99		2
F_B₅ =		=		= 8,14	mm .
F_B₅ =	^J kt	=	2.7	= 8,14	mm .

Ta tra [PL4.26-TL1] chọn cáp đồng cách điện XLPE có đâi thép vỏ PLC do hãng ALCATEL (Pháp) chế tạo, Đây là loai cáp 3 lõi và tiết diện mỗi lõi là 25 mm². Ta chọn 2 sợi 2XLPE (3×25).

Thông số của cáp XLPE.

Cáp	Số	Dài	r0	L₀	x₀	R₅	X₅	Icp
	cáp	m	Ω/km	mH/km	Ω/km	Ω	Ω	A

2XLPE(3×25)	2	105	0.927	0.55	0.173	0,0121	0,00249	143

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 44

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Trong đó, x₀, R₅, X₅ Được tính theo công thức sau :
X₀=ω.L₀.10^-3=2.π.50.0,55.10^-3=0,173 Ω/km
R₅=r₀.l₅=0,927.0,013 = 0,0121.		Ω
X₅=x₀.l₅=0,173.0,013 = 2,249.10^-3.		Ω
b). Kiểm tra điều kiện phát nóng.

Khi sự cố xảy ra đứt một lộ cáp thì lộ còn lại phải chịu quá tải, Dòng quá tải qua cáp chính là dòng quá tải 1,4Sdm của máy biến áp. Nhưng để đảm bảo an toàn và xét tới khả năng phát triển sau này của nhà máy, Ta kiểm tra cáp phải chịu toàn bộ phụ tải của trạm B₅.

I_sc = 2.I_B5 = 2.21,99 = 42,98 (A).

So sánh I_sc << I_cp = 143 A. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

3). Tổn thất điện năng trên cáp cao áp phương án 2.

A = Pmax.τ max

P_max = P₁+ P₂ + P₃ + P₄ + P₅ + P₆ .

Chiều dài từ trạm B₃ đén trạm B₁ bằng 95 m chọn cáp tương tự.

Ta có : R₁ = r₀.l₁ = 0,927.0,095 = 0,0881 Ω

P₁	=	S _ptB²₁		.					R			=				860,2			2		.		0,0881						= 63,77					W
										1
		U _dm²								2							22²											2
		U _dm²								2							22²											2
^P2	=	S _ptB²	2					.		R	2				=		1460		2			.	0,11495							= 253,13				W
^P2	=	U _dm²						.		2					=			22²				.						2		= 253,13				W
		U _dm²								2								22²										2
P₃		S _ptB²	3							R							1552,6²									9,4554.10						−3			W
	=				.					3		=												.									= 27,98
	=	U _dm²			.					2		=					22²							.				2					= 27,98
		U _dm²								2							22²											2
P₄	=	S _ptB²	4					.		R	4				=			760²		.		0,06953							= 41,49					W
P₄	=	U _dm²						.		2					=			22²		.						2			= 41,49					W
		U _dm²								2								22²								2
P₅	=	S _ptB²	5			.				R			=				1368,03²										.	0,0121			= 21,27			W
										5
		U _dm²								2							22²											2
		U _dm²								2							22²											2
P₆	=	S _ptB²	6				.			R	6			=				617,2²					.		0,0519					= 20,42				W
P₆	=	U _dm²					.			2				=			22²						.					2		= 20,42				W
		U _dm²								2							22²											2

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 45

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
P_max =431,06	W = 0,431 KW.
Vậy	A = Pmax.τ max

Với τ _max = 3979 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Được tính theo

công thức gần đúng.
A₂ = 431,06 . 3979 = 17.151.900			Wh.
= 1.715,19			KWh.
	Bảng chọn cáp cao áp của phương án 2.

Lộ cáp	Loại cáp	Chiều dài	l	Đơn giá(đ/m)	Thành tiền
		(m)			(đồng)

B₃– B₁	2XLPE(3×25)	95		75.000	7,125.10⁶
PPTT – B₂	2XLPE(3×25)	124		75.000	9,3.10⁶
PPTT – B₃	2XLPE(3×25)	10		75.000	0,75.10⁶
PPTT – B₄	2XLPE(3×25)	75		75.000	5,625.10⁶
PPTT – B₅	2XLPE(3×25)	13		75.000	0,975.10⁶
B₅ – B₆	2XLPE(3×25)	43		75.000	3,225.10⁶
Tổng =	2XLPE(3×25)	360			27.10⁶
Tổng tiền vốn mua cáp phương án 1:
27.10⁶ x2 = 54.10⁶.				Đồng

Chi phí tính toán hành năm của phương án 2.

Z₂ = (a_tc + a_vh).K₂ + A₂.C

Với a_tc = 0.2 Hệ số thu hồi vốn đầu tư với nhà máy xi măng thiết kế có thời gian thu hồi vốn là 5 năm.

a_vh = 0.1 Hệ số vận hành .

K₂ = 54.10⁶. Đồng Vốn đầu tư mua cáp cao áp.

C = 1000 đ/KWh Giá một KWh điện

Z₂ = (0,2 + 0,1). 54.10⁶ + 1.715,19.1000 =17.915.000 đồng.

5). So sánh chi phí tính toán hành năm của phương án 1 và phương án 2.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 46

Đồ án tốt nghiệp		Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Phương án	Vốn đầu	tư mua	Tổn	thất	điện	Chi phí tính
	cáp		năng	Akwh		toán hàng năm
	đồng

Phương án 1	57.450.000		1576			18.831.000

Phương án 2	54.000.000		1715			17.915.000

So sánh 2 phương án ta thấy:

Phương án 1 có vốn đầu tư cao, Nhưng tổn thất hàng năm nhỏ hơn phương án 2 .

Chênh lệch về chi phí tính toán hành năm cảu 2 phương án là: 916.000 đ.

Và tính theo phần trăm là : 4,8%

Theo luận chứng về 2 phương án kinh tế lệch nhau < 5% thì về phương diện kinh tế của 2 phương án là như nhau.

Do đó em quyết định chọn phương án 1 làm phương án tính toán vì ngoài chi phí tính toán hàng năm đã so sánh thì phương án 1 có sơ dồ đơn giản hơn và vận hành độc lập hơn.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 47

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

8DC11

AC 70

3GD1408-4B

DT24/400

3GD1408-4B

DT24/400

3GD1408-4B

DT24/400

3GD1408-4B

DT24/400

)5
2x
	3( E
	PL
	X2

)52

x

3(E

P

L

X

2

3GD1408-4B

0

DT24/400

3GD1408-4B

0

DT24/400	220.4
B6	2×400 KVA
3GD1408-4B
	0

y	3GD1408-4B	)	3	DT24/400
		5
		2
			x
			L
			(
	DT24/400		E
m¸	DT24/400		P	3GD1408-4B
			2	3GD1408-4B
			X
				DT24/400	220.4			0
nhµ	3GD1408-4B			DT24/400	2x400KVA
	3GD1408-4B
	DT24/400			B5				0
cho				3GD1408-4B
cho	DT24/400			DT24/400
				DT24/400
				3GD1408-4B
cÊp®iÖn	DT24/400							0
	DT24/400					2x400KVA
	8DC11		P	DT24/400	B4	2x400KVA
				DT24/400		22	0.4
			)
			5
			2
			x
			3
			(
			E
ý			L
ý			X
			2
l	DT24/400			DT24/400				0
l	DT24/400							0
nguyªn				3GD1408-4B		220.4
nguyªn			)	B3		2x400KVA		0
			5
			2
			x
			3
			(
			E
			P
	DT24/400		L	DT24/400
	DT24/400		X	DT24/400
			2
				3GD1408-4B
®å	DT24/400
				DT24/400				0
	3GD1408-4B		)	3GD1408-4B		220.4		0
			5					48
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)								48
			2

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Xí nghiệp có ý nghĩa quan trọng về kinh tế nên không thể để mất điện vì công suất nhà máy lớn nên không thể dùng máy phát dự phòng. Do đó ta cấp điện bằng 2 đường dây trung áp ( lộ kép), để truyền tải điện từ trạm biến áp trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy.

1). Tính tiết diện dây dẫn từ trạm BATG về trạm PPTT

Chọn dây nhôm lõi thép AC, đi trên không lọ kép để dẫn điện từ trạm BATG đến trạm PPTT của nhà máy.

Tra [bảng 5.9-TL3] đối với dây AC làm việc với T_max > 5000h ta chọn được J_kt = 1.1 A/mm²

Ittnm =		S_Σ		=		4368,35	= 57,32	A
	2.	3.Udm				2 3.22
	^Ittnm		57,32				2
F_kt =		=			= 57,32		mm .
F_kt =	^Jkt	=	1		= 57,32		mm .

Tra bảng [4.3-TL1] và [PL4.12-TL1] chọn dây AC – 70 do CADIVI chế tạo có các thông số cho như bảng sau:

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 49

Đồ án tốt nghiệp			Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Tiết	Đường	kính	Điện	Điện	Icp	Lực	Khối lượng
diện	mm²		trở	kháng	A	kéo đứt	dây(kg/km)
			Ω/km	Ω/km		N

70	Nhôm	Thép	0.46	0.382	275	15000	275

	11.4	3.8

2). Kiểm tra dây AC-70 đã chọn khi bị sự cố.

a). Kiểm tra về điều kiện phát nóng.

Khi có sự cố xảy ra, một đường dây bị đứt thì đường dây còn lại phải chịu toàn bộ phụ tải nhà máy và dòng điện trong dây lúc này sẽ tăng gấp đôi.

^I sc ⁼	^Sttnm	=	4368,5	= 114,64	A.
	3.Udm		3.22

So sánh I_sc << I_cp = 170. Như vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng cho phép.

b). Kiểm tra về điều kiện tổ thất điện áp.

U =	P.R + Q.X	=	3359,97.2,3 + 2791,6.1,91	= 296,82 KV
	2.Udm		2.22

Với :

P = 3359,97 KW.

Q = 2791,6 KVAr.

R = 0,46.5 = 2,3 Ω.

X = 0,382.5 = 1,91Ω

So sánh U<< U _cp = 5%Udm = 5%.22 = 1100 V vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 50

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

*Nhiệm vụ của máy cắt điện :Dùng để đóng cắt mạch điện cao áp (trên 1000V) ngoài nhiệm vụ đóng cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vân hành máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện .

Theo phương pháp dập hồ quang có thể phân ra :

Máy cắt nhiều dầu

Máy cắt ít dầu

Máy cắt không khí

Máy cắt khí SF6

1). Tính và chọn máy cắt.

Dòng phụ tải lớn nhất qua máy cắt hợp bộ đầu vào và máy cắt liên lạc là dòng sự cố đứt một đường dây AC – 70 Dây càn lại phải chịu toàn bộ công suất của nhà máy .

^Icb ⁼	^Sttnm	=	4368,5	= 114,64A
	3.U _dm		3.22

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 51

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Tra (PLIII.2 – TL2) chọn máy cắt hợp bộ do Siemens chế tạo loại 8DC11 cách điện bằng SF6 có thông số như sau :

Loại tủ	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	I_N3S KA
8DC11	24	1250	63	25

2). Chọn máy cắt hợp bộ đầu ra:

Nhiệm vụ của máy phụ tải : Vì bộ phận dập hồ quang của máy cắt phụ tải có cấu tạo đơn giản nên máy cắt phụ tải chỉ đóng cắt được dòng phụ tải càn việc cắt dòng ngắn mạch là do cầu trì đảm nhiệm dây chảy của cầu trì được chọn phù hợp với dòng phụ tải .

a). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₁.

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm của máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà máy sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₁.

I_cb =	^S pt.B1	=	860,2	= 22,57 A .
	3.U _dm		3.22

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất dùng kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Loại tủ

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

I_N3S KA

IN1-3S KA

3CJ1561

24

630

20

45

20

Bảng thông số của cầu chì.

Loại

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

INmin A

3GD1

24

40

31.5

315

b). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₂.

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm của máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà máy sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₂.

I_cb =	^S pt.B2	=	1460	= 38.3A .
	3.U _dm		3.22

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 52

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất dùng kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Loại tủ

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

I_N3S KA

IN1-3S KA

3CJ1561

24

630

20

45

20

Bảng thông số của cầu chì.

Loại

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

INmin A

3GD1

24

40

31.5

315

c). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₃.

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm của máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà máy sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₃.

I_cb =	^S pt.B3	=	692,4	= 18,17 A .
	3.U _dm		3.22

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất dùng kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Loại tủ

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

I_N3S KA

IN1-3S KA

3CJ1561

24

630

20

45

20

Bảng thông số của cầu chì.

Loại

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

INmin A

3GD1

24

40

31.5

315

d). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₄.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 53

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm của máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà máy sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₄.

I_cb =	^S pt.B 4	=	760	= 19,95A .
	3.U _dm		3.22

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất ding kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Loại tủ

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

I_N3S KA

IN1-3S KA

3CJ1561

24

630

20

45

20

Bảng thông số của cầu chì.

Loại

U_đm KV

Iđm A

INmax KA

INmin KA

3GD1

24

40

31.5

315

e). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₅.

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm của máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà máy sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₅.

I_cb =	^S pt.B5	=	750,83	= 19,7 A .
	3.U _dm		3.22

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất dùng kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Đồ án tốt nghiệp		Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Loại	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	INmin KA
3GD1	24	40	31.5	315

f). Chọn máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₆.

Dòng lớn nhất qua máy cắt phụ tải chính là dòng quá tải 1,4.S_đm máy biến áp, nhưng để an toàn và xét tới khả năng mở rộng thêm của nhà sau này ta kiểm tra máy cắt phụ tải phải chịu tàon bộ phụ tải của trạm B₆.

của máy

^Icb ⁼	^S pt.B6	=	860,2	= 22,57 A .
	3.U _dm		3.22

Tra bảng [PL.5 – TL2] và [PLIII.12 – TL2] chọn cầu dao phụ tải (dao cắt phụ tải) của Siemens sản xuất dùng kết hợp với bộ cầu chì ống của Siemens để tạo thành bộ máy cắt phụ tải có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng thông số của dao cắt

Loại tủ

U_đm KV

Iđm A

INmax KA

I_N3S KA

IN1-3S KA

3CJ1561

24

630

20

45

20

Bảng thông số của cầu chì.

Loại

U_đm KV

I_đm A

INmax KA

INmin KA

3GD1

24

40

31.5

315

Nhiệm vụ của dao cách ly : Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra một khoảng hở chách điện trông thấy giữa bộ phận đang mang điện và bộ phận được cắt điện nhằm mục đích đẩm bảo an toàn cho việc sửa chũa, kiểm tra, cung có thẻ cho dao cách ly đóng cắt dòng không tải của máy biến áp có công suất nhỏ .

Đóng dao cách ly có thể bằng tay hoặc bằng truyền động .

1).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B1.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 55

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₁. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B1	=	860,2	= 22,57 A
	3.U _dm		3.22

Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400	24	400	27	10

2).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B2.

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₂. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B 2	=	1460	= 38,3A
	3.U _dm		3.22

Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400	24	400	27	10

3).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B3.

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₃. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B3	=	692,4	= 18,17 A
	3.U _dm		3.22

Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400	24	400	27	10

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 56

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

4).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B4.

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₄. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B 4		=	760	= 19,95A
I_cb =	3.U _dm		=	3.22	= 19,95A
	3.U _dm			3.22
				Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại		U_đm KV				Iđm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400		24				400	27	10

5).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B5.

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₅. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B5	=	750,83	= 19,7 A
	3.U _dm		3.22

Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại	U_đm KV	I_đm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400	24	400	27	10

6).Chọn dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B6.

Dựa vào số liệu đã tính toán cho các tuyến cáp PPTT – B₆. Tra bảng [2.20 – TL6] chọn dao cách ly DT 24/400 Do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo .

I_cb =	^S pt.B6		=	617,2	= 16,2A
I_cb =	3.U _dm		=	3.22	= 16,2A
	3.U _dm			3.22
				Bảng thông số của dao cách ly như sau :

Loại		U_đm KV				Iđm A	INmax KA	INmin KA
DT24/400		24				400	27	10

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 57

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

* Dòng điện làm việc lớn nhất mà thanh cái phải chịu khi bị sự cố:

I_cb =	^Sttnm	=	4368,35	= 114,64A .
	3.U _dm		3.0,38

Tra bảng [7.2 – TL6] chọn thanh cái có các thông số sau:


Kích thước	Tiết diện mm²	Chất liệu	Khối	I_cp A
mm			lượngkg/m

30×3	90	Đồng	0.8	405

Chọn thanh cái dài 100cm, các thanh cái đặt cách nhau a = 24cm (Đây là khoảng cách cho phép giữa các pha với nhau, chọn theo tiêu chuẩn [7.2 – TL5]) Từ đây tính được khoảng cách trung bình hình học giữa các thanh như sau:

D_tb = 1,26.a = 1,26.24 = 300mm.

Cách bố trí thanh cái.

A B C

a = 24 mm

Tra [PL4.11 – TL1] tìm đuợc điện trở và điện kháng của thanh cái như sau. r₀ = 0,223 mΩ/m

x₀ = 0,235 mΩ/m

Do thanh cái dài 1m nên ta có:

R_tc = 0,223 Ω

X_tc = 0,235 Ω

Nhiệm vụ của chống sét van : Nhiệm vụ của chống sét van là chống sét đánh từ ngoài đường dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

58

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

phối , chống sét van được làm bằng điện trở phi tuyến, khi có điện áp sét điện trở chống sét van giảm tới 0 , chống sét van tháo nhanh dong xuống đất .

Chống sét van được chọn theo điều kiện .

UđmCSV≥ UđmLĐ

Tra bảng [PL2.20 – TL1] CHọn loại chống sét van do hãng Cooper Mỹ chế tạo loại AZP519C24 có U_đm = 24 KV.

Nhiệm vụ của biến dòng : Máy biến áp đo lương có nhiệm vụ biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống điện áp 100V cung cáp nguồn áp cho các mạch đo lường tín hiệu điều khiển, bảo vệ role và tự động hoá. *BU được chọn theo điều kiện :

Điện áp

Sơ đồ đấu dây, kiểu máy .

Cấp chính xác.

Công suất định mức.

Chọn dây dẫn BU với các dụng cụ đo lường.

*Tra bảng [8.13 – TL6] BU có các thông số sau :

Kiểu	Hình trụ 4MS44

U_đm KV	24
U chịu đựng tần số công nghiệp KV	55

U chịu đựng xung 1,2/50μs KV	125

U_1đm KV	22
U2đm KV	100

Tải định mức VA	500

Trọng lượng kg	45

Ngắn mạch là một hhiện tượng mạch điện bị chập ở một điểm nào đó làm cho tổng trở nhỏ đi và dòng điện trong mạch tăng lên đột ngột tăng dòng điện lớn quá sẽ dẫn đến hai hậu quả nghiêm trọng.

Làm suất hhiện lực điện động rất lớn có khả năng phá huỷ kết cấu của các thiết bị, tiếp tục gây va chạm cháy nổ.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 59

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Làm tăng nhiệt độ lên cao phá huỷ các đặc tính cách điện từ đó cũng gây ra chạm chập phá huỷ thiết bị điện.

Như vậy việc tính ngắn mạch là để biết được dòng ngắn mạch từ đó chọn được các thiết bị điện bảo vệ, cáp, thanh cái…… được chính xác làm việc được an toàn khi xảy ra sự cố ngắn mạch.

* Ngắn mạch trong lưới trung áp được coi là ngắn mạch xa nguồn, tại đó dòng ngắn mạch thành phần không chu kỳ. Dòng ngắn mạch chu kỳ cìn

gọi là dòng ngắn mạch siêu quá độ hoặc dong ngắn mạch vô cùng I_ck = I_∞ = I’’ = I_N .

Vì không biết kết cấu lưới điện quốc gia nên không thẻ tính được tổng trở của hệ thống điện. Để tính ngứn mạch trung áp coi ngồn công suất cấp cho mạch là công suất cắt định mức của máy cắt đầu vào đường dây đặt tại trạm biến áp trung gian khi đó điện kháng gần đúng của hệ thống được xác định theo công thức.

X _H	=	U_tb²	=	23²	= 2.116 Ω.
		^Scdm		250

Trong đó:

U_tb – Điện áp lưới trung bình của lưới điện KV.

U_tb – 1,05.22 = 23 KV.

S_cđm – Công suất cắt của máy cắt đầu vào nguồn MVA.

Do không biết công suất cắt của máy cắt đầu vào nguồn nên ta lấy theo kinh nghiệm S_cđm = (250 ÷ 300) MVA.

		3GD1408-4B
		DT24/400
		3GD1408-4B	)5
			2x	3(	EP			3GD1408-4B
				3(	EP
	8DC11	DT24/400			L	X2
		DT24/400				X2
AC 70								N6
							DT24/400
		3GD1408-4B
		DT24/400	)
			)
			5
			2
			x	P				3GD1408-4B
			3	P			DT24/400	3GD1408-4B
			(				DT24/400
				E	L
					L
					X
		3GD1408-4B			2
Sinh viên : Ngô		Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

0 0

x400KVA 0.4 22
B6

N12

N11

60

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

1). Tính ngắn mạch tại điểm N.

Tính ngắn mạch tại điểm N để ta kiểm tra được máy cắt tổng và thanh cái ta có sơ đồ thay thế:

mc	mc	N

HT	§ DK ,AC – 70, 5km

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)		61

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Dòng ngắn mạch tại điểm N được tính như sau:

I _N	= I ” = I_∞ =	^U tb
		3.Z

Với :

Z= R_D² + ( X _D + X _HT )² = 2.,3² + (1,91 + 2,116)² = 4.64Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N = I ”= I_∞ =	^Utb	=	23	= 2,86KA
	3.Z		3.4,64

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N.

i_xk = 1,8. 2.I _N = 1,8. 2.2,86 = 7,29KA

2). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₁.

Tính ngắn mạch tại điềm N₁ ta có sơ đồ thay thế :

mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25), 105 m		N1
mc					mc
HT								B1


X_h	R_d	X_d	^Rt c	^Xt c	^Rc 1	^Xc 1	N1

Dòng ngắn mạch tại điểm N₁ được tính như sau:

^I N1	= I ”= I_∞ =	^Utb
		3.Z₁

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 62

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z₁ = (R_D + R_c₁ )² + ( X _D + X _HT + X _c₁ )² =

(2.,3 + 0,09734)² + (1,91 + 2,116 + 0,0182)² = 4,7Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₁ – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N₁ = I ”= I_∞ =	^Utb	=	23	= 2,83KA
	3.Z₁		3.4,7

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₁.

i_xk1 = 1,8. 2.I _N₁ = 1,8. 2.2,83 = 7,2KA

3). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₂.

Tính ngắn mạch tại điềm N₂ ta có sơ đồ thay thế :

mc					mc		N2
mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25)
HT		§ DK ,AC – 70, 5km				2XLPE (3×25)
HT							B2
X_h	R_d	X_d	^Rt c	^Xt c	^Rc 2	^Xc 2	N2

Dòng ngắn mạch tại điểm N₂ được tính như sau:

^I N 2	= I ‘ ‘ = I_∞ =	^U tb
		3.Z ₂

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z ₂ = (R_D + R_c₂ )² + ( X _D + X _HT + X _c₂ )² =

= (2.,3 + 0,11495)² + (1,91 + 2,116 + 0,2145)² = 4,88Ω.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 63

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₂ – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N ₂ = I ‘ ‘ = I _∞ =	^U tb	=	23	= 2,72KA
	3.Z ₂		3.4,88

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₂.

i_xk2 = 1,8. 2.I _N ₂ =1,8. 2.2,72 = 7,2KA

4). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₃.

Tính ngắn mạch tại điềm N₃ ta có sơ đồ thay thế :

mc					mc		N3
mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25)
HT		§ DK ,AC – 70, 5km				2XLPE (3×25)
HT							B3
X_h	^Rd	X_d	^Rt c	^Xt c	^Rc 3	^Xc 3	N3

Dòng ngắn mạch tại điểm N₃ được tính như sau:

^I N 3	= I ‘ ‘ = I_∞ =	^U tb
		3.Z₃

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z₃ = (R_D + R_c₃ )² + ( X _D + X _HT + X _c₃ )² =

(2.,3 + 9,4554.10⁻³ )² + (1,91 + 2,116 + 1,7646.10⁻³ )² = 4,643Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₃ – Tổng trở ngắn mạch.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 64

Đồ án tốt nghiệp				Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.
Vậy:
I _N ₃ = I ‘ ‘ = I _∞ =	^U tb	=	23	= 2,835KA
I _N ₃ = I ‘ ‘ = I _∞ =	3.Z₃	=	3.4,643	= 2,835KA
	3.Z₃		3.4,643

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₃.

i_xk3 = 1,8. 2.I _N ₃ =1,8. 2.2,835 = 7,285KA

5). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₄.

Tính ngắn mạch tại điềm N₄ ta có sơ đồ thay thế :

mc					mc		N4
mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25)
HT		§ DK ,AC – 70, 5km				2XLPE (3×25)
HT							B4
X_h	R_d	X_d	^Rt c	^Xt c	^Rc 4	^Xc 4	N4

Dòng ngắn mạch tại điểm N₄ được tính như sau:

^I N 4	= I ‘ ‘ = I_∞ =	^U tb
		3.Z ₄

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z ₄ = (R_D + R_c₄ )² + ( X _D + X _HT + X _c₄ )² =

(2.,3 + 0,06953)² + (1,91 + 2,116 + 0,01298)² = 4,683Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₄ – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N ₄ = I ‘ ‘ = I _∞ =	^U tb	=	23	= 2,84KA
	3.Z ₄₁		3.4,683

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₄.

i_xk4 = 1,8. 2.I _N ₄ =1,8. 2.2,84 = 7,22KA

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 65

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

6). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₅.

Tính ngắn mạch tại điềm N₅ ta có sơ đồ thay thế :

mc					mc		N5
mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25)
HT		§ DK ,AC – 70, 5km				2XLPE (3×25)
HT							B5
X_h	R_d	X_d	^Rt c	^Xt c	^Rc 5	^Xc 5	N5

Dòng ngắn mạch tại điểm N₅ được tính như sau:

^I N 5	= I ‘ ‘ = I_∞ =	^U tb
		3.Z₅

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z₅₁ = (R_D + R_c₅ )² + ( X _D + X _HT + X _c₅ )² =

(2.,3 + 0,0121)² + (1,91 + 2,116 + 2,249.10⁻³ )² = 4,645Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₅ – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N ₅ = I ‘ ‘ = I _∞ =	^U tb	=	23	= 2,859KA
	3.Z₅		3.4,645

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₅.

i_xk5 = 1,8. 2.I _N ₅ =1,8. 2.2,859 = 7,28KA

7). Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₆.

Tính ngắn mạch tại điềm N₆ ta có sơ đồ thay thế :

mc					mc		N6
mc		§ DK ,AC – 70, 5km			mc	2XLPE (3×25)
HT		§ DK ,AC – 70, 5km				2XLPE (3×25)
HT							B6
^Xh	^Rd	^Xd	^Rt c	^Xt c	^Rc 6	^Xc 6	N6

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 66

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

Dòng ngắn mạch tại điểm N₆ được tính như sau:

^I N 6	= I ‘ ‘ = I_∞ =	^U tb
		3.Z₆

Vì điện trở điện kháng của thanh cái nhỏ nên để đơn giản ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái.

Với :

Z ₆₁ = (R_D + R_c₆ )² + ( X _D + X _HT + X _c₆ )² =

(2.,3 + 0,0519)² + (1,91 + 2,116 + 9,688.10⁻³ )² = 4,671Ω.

Trong đó :

R_D = 2.3 Ω Điện trở đường dây AC – 70.

X_D = 1.91Ω Điện kháng đương dây AC – 70.

Z₆ – Tổng trở ngắn mạch.

U_tb – Điện áp trung bình của lưới điện.

Vậy:

I _N ₆ = I ‘ ‘ = I _∞ =	^U tb	=	23	= 2,843KA
	3.Z₆		3.4,671

*Dòng ngắn mạch xung kích tại điểm N₆.

i_xk6 = 1,8. 2.I _N ₆ =1,8. 2.2,843 = 7,24KA

Bảng giá trị tính ngắn mạch.

Tuyến dây	Kí hiệu	Giá trị dòng ngắn	Giá trị dòng
		mạch(KA)	xung kích (KA)

BATG-PPTT	N	2.86	7.29

PPTT-B₁	N1	2.83	7.2
PPTT-B₂	N₂	2.72	6.93
PPTT-B₃	N₃	2.8635	7.285
PPTT-B₄	N₄	2.84	7.22
PPTT-B₅	N₅	2.859	7.28
PPTT-B₆	N6	2.843	7.24

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 67

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

VI). KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP.

1). Kiểm tra máy cắt đầu vào, máy cắt liên lạc đã chọn 8DC11.

Máy cắt được chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV	Udmmc ≥ UdmLĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức A	Iđmmc ≥ Icb	1250 ≥ 114.64

Dòng điện cắt định mức KA	I_cđm ≥ I^’’_No	25	≥ 2.86
Công suất cắt định mức	S_cđm ≥ S^’’_N	1039 ≥ 113.93
MVA

Dòng điện ổn định động KA	Iodd ≥ ixk	63	≥ 7.29

Với :

U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.

I_cb = 114.64 A Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.

i_xk = 7.29 Dòng điện ngắn mạch xung kích.

S^’’_N = 3.U_tb .I _N^” = 3.22.2,86 = 113,93 .MVA

2). Kiểm tra máy cắt phụ tải.

a). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₁.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV	Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A	Iđmmc ≥ Icb	630 > 22.57

Dòng điện ổn định động KA	Iodd ≥ ixk	45	> 7.2

Dòng điện ổn định nhiệt KA	^tqd	20	>1.46
	^tqd
	Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV	Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì	Iđmcc ≥ Icb	40	> 22.57

Dòng điện cắt định mức KA	I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 7.2
Công suất cắt định mức	S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 112.74
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)				68

	Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
	măng
	MVA

Với :

U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.

I_cb = 22.57 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 7.2 Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^” = 3.22.2,83 = 112,74 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd	= 2,83. ^0,8 =1,46 KA.
	^tnhdm	3

I∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

b). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₂.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV	Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A	Iđmmc ≥ Icb	630 > 38.3

Dòng điện ổn định động KA	Iodd ≥ ixk	45	> 6.93

Dòng điện ổn định nhiệt KA	^tqd	20	>1.405
	^tqd
	Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV	Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì	Iđmcc ≥ Icb	40	> 38.3

Dòng điện cắt định mức KA	I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 6.93
Công suất cắt định mức	S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 108.36
MVA

Với :

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 69

Đồ án tốt nghiệp		Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.
I_cb = 38.3 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 6.93 KA Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^” = 3.22.2,72 = 108.36 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd	= 2,72. ^0,8 =1.405 KA.
	^tnhdm	3

I∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

c). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₃.

Đại lượng chọn và kiểm tra			Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV			Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A			Iđmmc ≥ Icb	630 > 18.17

Dòng điện ổn định động KA			Iodd ≥ ixk	45	> 77.29

Dòng điện ổn định nhiệt KA			^tqd	20	>1.48
			^tqd
			Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV			Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì			Iđmcc ≥ Icb	40	> 18.17

Dòng điện cắt định mức KA			I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 2.86
Công suất cắt định mức			S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 113.93
MVA

Với :
U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.
I_cb = 18.17 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 7.29 KA Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^” = 3.22.2,86 = 113.93 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd	= 2,86. ^0,8	=1,48 KA.
	^tnhdm	3

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 70

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

I∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

d). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₄.

Đại lượng chọn và kiểm tra			Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV			Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A			Iđmmc ≥ Icb	630 > 19.95

Dòng điện ổn định động KA			Iodd ≥ ixk	45	> 7.22

Dòng điện ổn định nhiệt KA			^tqd	20	>1.47
			^tqd
			Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV			Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì			Iđmcc ≥ Icb	40	> 19.95

Dòng điện cắt định mức KA			I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 2.84
Công suất cắt định mức			S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 113.14
MVA

Với :
U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.
I_cb = 19.95 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 7.22 KA Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^”	= 3.22.2,84 = 113.14 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd ₌ _2,784 0,8		=1.47 KA.
	^tnhdm	3

I∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

71

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
e). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₅.
Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV	Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A	Iđmmc ≥ Icb	630 > 19.7

Dòng điện ổn định động KA	Iodd ≥ ixk	45	> 7.28

Dòng điện ổn định nhiệt KA	^tqd	20	>1.476
	^tqd
	Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV	Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì	Iđmcc ≥ Icb	40	> 19.7

Dòng điện cắt định mức KA	I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 2.859
Công suất cắt định mức	S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 113.89
MVA

Với :

U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.

I_cb = 19.7 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 7.28 KA Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^” = 3.22.2.859 = 113.89 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd	= 2,859. ^0,8 =1.476 KA.
	^tnhdm	3

I∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

f). Kiểm tra máy cắt phụ tải cho tuyến cáp PPTT – B₆.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức KV	Udmmc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức A	Iđmmc ≥ Icb	630 > 16.2

Dòng điện ổn định động KA	Iodd ≥ ixk	45	> 7.24

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 72

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Dòng điện ổn định nhiệt KA	^tqd	20	>1.468
	^tqd
	Iođn ≥ I∞ _t_nhdm
Điện áp định mức cầu chì KV	Udmcc ≥ UdmLĐ	24	> 22

Dòng điện định mức cầu chì	Iđmcc ≥ Icb	40	> 16.2

Dòng điện cắt định mức KA	I_cđm ≥ I^’’_No	31.5 > 2.843
Công suất cắt định mức	S_cđm ≥ S^’’_N	1039 > 113.26
MVA

Với :

U_đmLĐ = 22 KV Điện áp địn mức của lưới điện.

I_cb = 16.2 A		Dòng điện phụ tải lớn nhất qua máy cắt.
i_xk = 7.24 KA Dòng điện ngắn mạch xung kích.
S^’’_N =	3.U_tb .I _N^” = 3.22.2,843 = 113.26 . MVA
Iođn ≥ I∞	^tqd	= 2,843. ^0,8 =1.468 KA.
	^tnhdm	3

I_∞ = I_N’’

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

t_nhđm = 3s Thời gian ổn định nhiệt.

Kết luận : Như vậy tất cả các máy cắt đã chọn phía cao áp của nhà máy đều thoả mãn điều kiện kiểm tra.

3). Kiểm tra thanh cái đã chọn.

Dòng xung kích khi ngắn mạch .

i_xk = 1.8. 2.I _N ₀ = 1.8. 2.2.86 = 7.29 KA.

Lực điện động do tác dụng của dòng ngắn mạch.

F	= 1.76.10	−2	l	.i²	= 1.76.10⁻².	l	.7.29² = 3.9 KG.
			a			24
tt				Ük

Trong đó :

l = 100 cm – chiều dài thanh cái.

a = 24 cm – khoảng cách giữa các thanh.

Mô men uốn tính toán.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 73

Đồ án tốt nghiệp					Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
M =	F_tt .l	=	3,9.100	= 39	KG/cm.
M =	10	=	10	= 39	KG/cm.
	10		10

Mô men chống uốn của thanh cái đặt đứng.

₌ ^b² ^.h ₌ ³⁰²^.3 ₌ _45mm2 ₌ _0,45mm2

66

Ứng suất lực tính toán xuất hiện trong thanh cái do xuất hiện lực điện động dòng ngắn mạch.

σ =		M	=	39	= 86,67KG / cm²
σ =	W 0,45		=		= 86,67KG / cm²
	W 0,45		0,45
Với α = 6 , t_qd = t_c = 0,8s ta có kết quả kiểm tra thanh cái như sau:

Đại lượng chọn và kiểm tra						Điều kiện	Kết quả

Dòng phát nóng lâu dầi cho phép KA						K₁.K₂.I_cp ≥ I_cb	405 > 114.64
Khả năng ổn định động KG/cm²						σcp ≥ σtt	1400 > 86.67
Khả năng ổn định nhiệt mm²						F ≥ α.I_∞ . t_qd	90 > 15.35

4). Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của cáp từ PPTT về trạm BAPX.

Điều kiện kiểm tra:

≥ α.I_∞ . t_qd .

Trong đó :

= 6 –hệ số với cáp đồng.

I∞ = I_N’’ KA – Dòng ngắn mạch vô công.

tqd = 0,8s Thời gian quy đổi với lưới trung áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch t_qd =(0.5÷1). (trang 138-TL4).

a). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₁.

= 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd = 2,83. 0,8 = 15,19mm²

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn điều kiện ổn định nhiệt.

b). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₂.

= 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd = 2,72. 0,8 = 14,76mm²

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn điều kiện ổn định nhiệt.

c). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₃.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

74

6.2,843. 0,8 = 15,26mm²

6.2,859. 0,8 = 15,34mm²

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

= 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd = 2,86.

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn d). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₄.

= 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd = 2,84.

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn

e). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₅. F = 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd =

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn

f). Kiểm tra cáp từ PPTT-B₆. F = 25mm² ≥ α.I_∞ . t_qd =

0,8 = 15,35mm²

điều kiện ổn định nhiệt.

0,8 = 15,24mm²

điều kiện ổn định nhiệt.

Như vậy cáp đã chọn thảo mãn điều kiện ổn định nhiệt.

5). Kiểm tra dao cách ly.

a). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₁.

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Bảng 8.5 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện		Kết quả

Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 22.57

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 7.2

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.46
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

b). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₂.

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Bảng 8.6 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 75

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 38.3

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 6.93

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.405
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

c). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₃.

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

\Bảng 8.7 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện		Kết quả

Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 18.17

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 7.29

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.48
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

d). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₄.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 76

Đồ án tốt nghiệp

măng

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Bảng 8.8 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện		Kết quả

Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 19.95

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 7.22

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.47
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

e). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₅.

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Bảng 8.9 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện		Kết quả

Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24	≥ 22

Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 19.7

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 7.28

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.476
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

f). Kiểm tra dao cách ly cho tuyến cáp PPTT – B₆.

Dao cách ly được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt khi ngắn mạch.

Bảng 8.10 kiểm tra dao cách ly.

Đại lượng chọn và kiểm tra	Điều kiện	Kết quả

Điện áp định mức (KV)	Uđm.DCL≥ Uđm.LĐ	24 ≥ 22

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)		77

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
Dòng điện định mức (A)	Iđm.DCL ≥ Icb	400 ≥ 16.2

Dòng điện ổn định động (KA)	Iôdd ≥ ixk	27	≥ 7.24

Dòng điện ổn định nhiệt (KA)	tqd	10	≥ 1.468
	^Iôđnh ^≥ ^I∞ _t_nh_.dm

PHẦN III

CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ, TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG.

CHƯƠNG 1

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 78

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
	CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP

I). SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ.

Cáp tổng lấy điện từ hạ áp của trạm biến áp cung cấp cho thanh cái hạ áp dài 10m.

Bảo vệ bằng Aptomat tổng.

Các áptômat dùng bảo vệ phụ tải.

1). Cáp tổng của trạm B1.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

^Ilv ⁼ ^I dmB ⁼	^SdmB1	=	500	= 721,69A .
	3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB1	=	1,4.S_dmB₁	=	1,4.500	=1010A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Ii_tt = ^I₂^cb = ¹⁰¹⁰₂ = 505A

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	I _cp =	^Itt		=		505	= 631,25A .
		^k1	.k₂		1.0,8

Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do

Lenx chế tạo, có các thông số sau:

Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định	Đuờng kính	I_cp A	R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²	dây dẫn mm
Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)				79

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng theo (Tr 110 – TL1).

2). Cáp tổng của trạm B2.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

^Ilv ⁼ ^I dmB 2	=	^Sdm2	=	750	=1082,53A.
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB 2	=	1,4.S_dmB ₂	=	1,4.750	=1515,54A.
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Iitt = ^Icb = ^1515,54 = 757,77A

2 2

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	I _cp =	^Itt		=	757,77	= 947,22A.
		k₁	.k₂		1.0,8

Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do

Lenx chế tạo, có các thông số sau:

Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định	Đuờng kính	I_cp A	R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²	dây dẫn mm
630	29,7	1088	0.0283	0.07

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 80

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng

theo

(Tr 110 – TL1).

3). Cáp tổng của trạm B3.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

^Ilv ⁼ ^I dmB3	=	^Sdm3	=	400	= 577,35A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB3	=	1,4.S_dmB₃	=	1,4.400	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Iitt = ^Icb = ^808,29 = 404,15A

2 2

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	I _cp =	^Itt		=	404,15	= 505,19A .
		k₁	.k₂		1.0,8

Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do

Lenx chế tạo, có các thông số sau:

Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định	Đuờng kính	I_cp A	R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²	dây dẫn mm
240	17,9	599	0.0754	0.07

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 81

Đồ án tốt nghiệp	Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng theo (Tr 110 – TL1).

4). Cáp tổng của trạm B4.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

^Ilv ⁼ ^I dmB 4	=	^Sdm4	=	400	= 577,35A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

^Icb ⁼ ^I qtB 4	=	1,4.S_dmB ₄	=	1,4.400	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Iitt = ^Icb = ^808,29 = 404,15A

2 2

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	I _cp =	^Itt	=	404,15		= 505,19A .
		k₁ .k₂		1.0,8

Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do
Lenx chế tạo,	có các thông số sau:
			Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định	Đuờng		kính		I_cp A		R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²	dây dẫn mm
240	17,9				599		0.0754	0.07

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng theo (Tr 110 – TL1).

5). Cáp tổng của trạm B5.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử)

82

Đồ án tốt nghiệp				Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
^Ilv ⁼ ^I dmB5	=	^Sdm5	=	400	= 577,35A.
^Ilv ⁼ ^I dmB5	=	3.U _dm	=	3.0,4	= 577,35A.
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB5	=	1,4.S_dmB₅	=	1,4.400	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Iitt = ^Icb = ^808,29 = 404,15A

2 2

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	^I cp ⁼		^Itt	=	404,15		= 505,19A .
Do đó :	^I cp ⁼		k₁ .k₂	=	1.0,8		= 505,19A .
			k₁ .k₂		1.0,8
Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do
Lenx chế tạo,	có các thông số sau:
				Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định		Đuờng		kính		I_cp A		R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²		dây dẫn mm
240		17,9				599		0.0754	0.07

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng theo (Tr 110 – TL1).

6). Cáp tổng của trạm B6.

Dòng điện làm việc lâu dài cho phép qua cáp:

^Ilv ⁼ ^I dmB6	=	^Sdm6	=	400	= 577,35A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức cáp phải chịu khi bị sự cố.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 83

Đồ án tốt nghiệp				Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
^I cb ⁼ ^I qtB6	=	1,4.S_dmB₆	=	1,4.400	= 808,29A .
^I cb ⁼ ^I qtB6	=	3.U _dm	=	3.0,4	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện tương đối lớn nên ta đi cáp kiểu lộ kép để giảm bớt được tiết diện cáp phải chọn. Do đó dong điện cho phép mà cáp phải chịu là:

Ii_tt = ^Icb = ^808,29 = 404,15A

2 2

* Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện .

k₁.k₂.I_cp ≥ I_tt

k₁ = 1 – Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.

K₂ = 0,8 – Hệ số hiệu chỉnh về số cáp đặt trong một hầm (Trong hầm ta đặt 8 cáp khoảng cách giữa các cáp là200mm nên theo [PLVI.11] Chọn được K₂ như trên).

Do đó :	I _cp =	^Itt	=	404,15		= 505,19A .
		k₁ .k₂		1.0,8

Tra bảng [4.11 – Tl6] Chọn cáp đồng một lõi cách điện bằng PVC, do
Lenx chế tạo,	có các thông số sau:
			Bảng thông số của cáp hạ áp

Tiết diện định	Đuờng		kính		I_cp A		R₀ Ω/km	X₀ Ω/km
mức mm²	dây dẫn mm
240	17,9				599		0.0754	0.07

bảng trên x₀ = 0.07 Ω/km Điện kháng của cáp được lấy gần đúng theo (Tr 110 – TL1).

II). CHỌN ÁPTOMAT TỔNG CHO TỦ HẠ ÁP TRẠM BIẾN ÁP

1). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B1.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

^Ilv ⁼ ^I dmB1	=	^SdmB1	=	500	= 721,69A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB1	=	1,4.S_dmB₁	=	1,4.500	=1010A .
		3.U _dm		3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin chế tạo có các thông số sau.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 84

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₁

C801N

4

690

800

25

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng điện trở, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

XAT

mΩ

RtxAT

mΩ

0.09

0.08

0.1

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 1010 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^Icb	=	1010		=1,263 .
	^I dm. AT			800

2). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B2.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

^Ilv ⁼ ^I dmB 2	=	^SdmB 2	=	750	= 1082,53A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.

I_cb = I_qtB₁ =^1,4.SdmB1 = ^1,4.50 =1010A_.

3.U_dm

3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin chế tạo có các

thông số sau.

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₂

C1251H

4

690

1250

40

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng đi

ện trở

, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

X_AT mΩ

RtxAT

mΩ

0.06

0.08

0.1

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 85

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 1082,53 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^I cb	=	1515,54		=1,21
	^I dm. AT			1250

3). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B3.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

^Ilv ⁼ ^I dmB3	=	^SdmB3	=	400	= 577,35A .
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB3	=	1,4.S_dmB₃	=	1,4.400	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin chế tạo có các thông số sau.

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₃

C801N

4

690

800

25

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng điện trở, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

XAT

mΩ

RtxAT

mΩ

0.09

0.08

0.1

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 808,29 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^I cb	=	808,29	= 1,01
	^I dm. AT		800

4). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B4.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 86

Đồ án tốt nghiệp					Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi
măng
^Ilv ⁼ ^I dmB 4	=	^SdmB 4		=	400	= 577,35A .
^Ilv ⁼ ^I dmB 4	=	3.U _dm		=	3.0,4	= 577,35A .
		3.U _dm			3.0,4
Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.
^I cb ⁼ ^I qtB4	=	1,4.S_dmB	4	=	1,4.400		= 808,29A.
^I cb ⁼ ^I qtB4	=	3.U _dm		=	3.0,4		= 808,29A.
		3.U _dm			3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin chế tạo có các thông số sau.

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₄

C801N

4

690

800

25

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng điện trở, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

XAT

mΩ

RtxAT

mΩ

0.09

0.08

0.1

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 808,29 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^I cb	=	808,29	= 1,01
	^I dm. AT		800

5). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B5.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

^Ilv ⁼ ^I dmB5	=	^SdmB5	=	400	= 577,35A.
		3.U _dm		3.0,4

Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.

^I cb ⁼ ^I qtB5	=	1,4.S_dmB₅	=	1,4.400	= 808,29A .
		3.U _dm		3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin chế tạo có các thông số sau.

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 87

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₅

C801N

4

690

800

25

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng điện trở, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

XAT

mΩ

RtxAT

mΩ

0.09

0.08

0.1

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 808,29 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^I cb	=	808,29	= 1,01
	^I dm. AT		800

6). Chọn các áptomat tổng sau các máy biến áp B6.

*Dòng điện làm việc lâu dài qua áptomát.

^Ilv

⁼ ^I dmB6 ⁼

^SdmB6

=

400

= 577,35A .

3.U _dm

3.0,4

Dòng điện cưỡng bức áptômát phải chịu khi bị sự cố.

^I cb

⁼ ^I qtB6 ⁼

1,4.S_dmB

6

=

1,4.400

= 808,29A .

3.U _dm

3.0,4

Tra bảng [3.6 – Tl6] chọn áptômát do hãng MerGerlin

chế tạo có các

thông số sau.

áptômát

Loại

Số

Uđm

Iđm

INmaxkA

Kích thước mm

cực

V

A

AT₆

C801N

4

690

800

25

Rộng

Cao

Sâu

210

374

172

Bảng điện trở, điện trở tiếp xúc và điện kháng áptômát.

R_cd mΩ

X_AT mΩ

RtxAT mΩ

0.09

0.08

0.1

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 88

Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy xi

măng

Khi có sự cố một máy biến áp máy biến áp còn lại chịu quá tải 1.4S_đm. Lúc đấy áptômát phải chịu được dòng lớn hơn 808,29 A, Do vậy ta phải hiệu chỉnh bộ phận cắt có hệ số khởi động là:

^kkdnh ⁼	^I cb	=	808,29	= 1,01.
	^I dm. AT		800

Sinh viên : Ngô Trung Kiên – (K11 Thiết bị điện điện tử) 89

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 15, 2019

Đồ án điện tử công suất Thiết kế mạch băm xung điều khiển trong tốc độ động cơ

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ án điện tử công suất Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AD-c%C3%B4ng-su%E1%BA%A5t-Thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-m%E1%BA%A1ch-b%C4%83m-xung-%C4%91i%E1%BB%81u-khi%E1%BB%83n-trong-t%E1%BB%91c-%C4%91%E1%BB%99-%C4%91%E1%BB%99ng-c%C6%A1.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án điện tử công suất Thiết kế mạch băm xung điều khiển trong tốc độ động cơ

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Thiết kế mạch b ăm xung dùng trong điêù chỉnh tốc độ động cơ đ iện không đồng b ộ 3 pha loại rôto dây quấn theo phương pháp thay đổi điện trở rôto . Điện áp nguồn 3*380(V) , tần số 50 (Hz).

Các số liệu cho trước:

Pđc=15(KW)

nđm=715(vg/ph)

cosϕ =0.67

Iđm=30.8(A)

Eđm(rôto)=155(V)

Iđm(Rôto)=46.7(A)

Rrôto=0.0835( Ω )

Xrôto=0.171( Ω )

ke=2.33

Ngày nay , trên t ất cả các nước trên thế giới nói chung và nước ta nói riêng ở đó các thiết bị bán d ẫn đã và đ ang thâm nhập vào các ngành công nghiệp , nông nghiệp và cả trong lĩnh vực sinh hoạt . Các nhà máy , xí nghiệp đã ứng dụng ngày càng nhiều những thành tựu của công nghiệp điện tử công suất .

Ứng dụng Điện t ử công su ất trong truyền động điện – đi ều khiển tốc độ động cơ điện là lĩnh v ực quan trọng và ngày càng phát triển. Các nhà s ản xuất không ngừng cho ra đời các sản phẩm và công nghệ mới v ề các phần tử bán d ẫn công suất và các thiết bị điều khiển đi kèm . Là những sinh viên Tự Động Hoá được thầy giáo giao cho đồ án với đề tài “Thiết kế mạch băm xung dùng trong điều chỉnh tộc độ động cơ không đồng bộ 3 pha loại rôto dây quấn theo phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto” , chúng em đã cố

======================================================

Đồ án điện tử công suất

======================================================

gắng tìm hiểu kĩ về các phương án công nghệ sao cho bản thiết k ế v ừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật , vừa đả m bảo yêu cầu kinh tế . Với hy vọng đồ án điện tử công suất này là một bản thiết kế kĩ thuật có thể áp dụng được trong thực tế nên chúng em đã cố gắng mô tả cụ thể , tỉ mỉ và tính toán cụ thể các thông số em nhiều hơn của các sơ đồ mạch.

Mặc dù chúng em đã rất nỗ lực và cố gắng làm việc với tinh thần học hỏi và quyết tâm cao nhất tuy nhiên đây là lần đầu tiên chúng em làm đồ án, và đặc biệt do nhận thức về thực tế của chúng em còn nhiều hạn ch ế nên chúng em không thể tránh khỏi nh ững sai sót, chúng em mong nhận được sự phê bình góp ý của các thầy để giúp chúng em hiểu rõ hơn các vấn đề trong đồ án cũ ng như những ứng dụng thực tế của nó để bản đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn .

Trong quá trình làm đồ án chúng em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy giáo trong bộ môn và đặ c biệt là sự chỉ bảo tận tình của thầy Dương Văn Nghi đã giúp chúng em hoàn thành đồ án này . Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy và hi vọng thầy sẽ giúp đỡ chúng nữa trong việc học tập của chúng em sau này.

sinh viên thực hiện: Trịnh Lâm Tùng

1.Sơ lược về máy điện quay

2.Máy điện không đồng bộ ba pha.

3.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ ba pha

4.Các phương pháp thay đổi điện trở mạch rôto động cơ KĐB 3 pha rôto dây quấn.

Ứng dụng của động cơ điện KĐB 3 pha rôto dây quấn.

====================================================== 2

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Trong thực tế sản xuất, các loại máy đ iện xoay chiều , đặc biệt là các máy điện xoay chiều 3 pha được sử dụng rộ ng rãi .Các máy điên xoay chiều 3 pha đèu làm việc dựa trên nguyên lý của từ trường quay và chúng được chia làm 3 loại chính: Máy đi ện đồng bộ, Máy điện không đồng bộ và Máy điện xoay chiều có vành góp.

Hi ện nay, các hệ th ống truyền động, bộ phận dùng để biến đổi điện năng thành cơ năng (hay cơ năng thành diện năng khi hãm) là động cơ điện. Các động cơ điện thường dùng là:

Động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng bộ.

Động cơ đ iện một chi ều kích từ độc lập, song song, nối tiếp, hỗn hợp hay kích từ bằng nam châm vĩnh cửu.

Động cơ điện xoay chiều ba pha có cổ góp.

Động cơ không đồng bộ.

Trong đó, các khâu yêu cầu có đ iều chỉ nh tốc độ thì chủ yếu sử dụng động cơ mộ t chiều và động cơ điện xoay chiều ba pha không đồng b ộ (điều chỉnh tốc độ b ằng phươ ng pháp điện). Động cơ điện xoay chiều KĐ B thường được sử d ụng nhiều do ưu điể m kế t cấu đơn giản, dễ chế tạo, công suất lớn tuỳ ý, hiệu xu ất cao.Song việc đ iều chỉ nh tốc độ động cơ còn gặp nhiều khó khăn, nên khi cần điều chỉnh tố c độ của động cơ trong một hệ thống truyền động vẫn chủ yếu sử dụng động cơ điện mộ t chiều, mặc dù còn rất nhiều hạn chế như có vành trượt (bộ góp đ iện) dễ gây ra phóng tia lửa điện, cháy, nổ; làm nhiễu sóng mạnh. Hiệu suất chưa cao, h ầu hết lưới đ iện cung cấp là điện xoay chiều ba pha; Hệ điều chỉnh tốc độ phải chống nhiễu t ốc, chất lượ ng hệ chưa cao nếu chi phí cho điều chỉnh tốc độ không lớn…Ngày nay,nh ờ sự phát triển của khoa học công nghệ , d ặc biệt là trong lĩnh vực điện tử bán dẫn công suất lớn ,việc điều chỉnh tố c độ động cơ điện xoay chiều ba pha đã tr ở nên dễ dàng hơn, kể cả với những động cơ công suất lớn cỡ hàng trăm, hàng nghìn Kw. Chất lương của hệ thống dần đượ c cải thiện với chi phí thấp hơn.Chính vì thế động cơ xoay chiều KĐB đang dần thay thế động cơ một chiều trong điều chỉnh tốc độ.

Các phương pháp điều chỉnh tố c độ truy ền thống nh ư sử dụng hộp số, dây đai, cơ cấu thay đổi tố c độ khác… được kết hợ p với các phương pháp điện hiện đại, điều chỉnh tốc độ sâu hơn, ổn định hơn và hiệu suất cao hơn.

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Máy điện không đồng bộ là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ,có tố c độ quay của rô to n (tốc độ của máy ) khác với tốc độ quay của từ trường n₁

Máy điện không đồng bộ có hai dây quấn :dây quấn stato( dây quấn sơ cấp) nối với l ưới điện có tần số f , dây quấn rôto (thứ cấp) nố i tắt lại hoặc khép kín trên điện trở. Dòng điện trên dây quấn rôto được sinh ra nhờ sđđ cảm ứng

có tần số f₂ phụ thuộc vào tốc độ rôto nghĩa là phụ thuộc vào tải trên trục của máy.

Cũng nh ư các máy điện quay khác ,MĐKĐB có tính thuận nghịch ,nghĩa là có thể làm việc ở chế độ động cơ và chế độ máy phát điện.

Máy phát điện không đồng bộ có đặc tính làm việc không tốt lắm so với máy phát điện đồng bộ nên ít được dùng .

ĐCĐK ĐB so với các loại ĐC khác có cấu tạo và vận hành không phức tạp,giá thành rẻ ,làm việc tin cậ y nên được sử d ụng nhiều trong sản xuất và sinh hoạt . ĐCKĐB có các loại :ĐC ba pha ,hai pha,một pha.

ĐCĐKĐB có công suất lớn trên 600W thường là loại ba pha có ba dây quấn làm việc,trục các dây quấn lệch nhau trong không gian một góc 120^o điện.

Các động cơ có công suất nhỏ hơn 600W thườ ng là loại hai pha hoặc một pha. ĐC hai pha có hai dây quấn làm việc ,trục của hai dây quấn đặt lệch nhau trong không gian một góc 90^ođiện . ĐC một pha chỉ có một dây quấn làm việc.

Các số liệu định mức của ĐCKĐB :

Công suất cơ có ích trên trục 😛_đm

Điện áp dây stato	:U1đm
Dòng điện dây stato	:I1đm
Tần số dòng điện stato	:f
Tốc độ quay rôto	:nđm
Hệ số công suất	:cosf_đm
Hiệu suất	hđm

Tuỳ theo cách phân loại mà ta có các loại động cơ sau:

Theo kết cấu của vỏ máy có thể chia ra :kiểu hở, kiểu bảo vệ, kiểu kín, kiểu phòng nổ…

Theo kết cấu của rôto : Loại rôto kiểu dây quấn, loại rooto kiểu lồng sóc.

Theo số pha trên dây quấn Stato: một pha, hai pha, ba pha…

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Cũng giống như các máy điện khác máy điện không đồng bộ ba pha gồm có

phần:phần tĩnh (stato) , phần quay (rôto) và khe hở

Phần tĩnh (hay stato):

Trên Stato có vỏ, lõi sắt và dây quấn. a. Vỏ máy:

Vỏ máy có tác dụng cố định lõi sắt và dây quấn,không dùng để làm mạch dẫn từ.Th ường vỏ máy làm bằng gang . Đối v ới máy có công suất tươ ng đối lớn (1000kw)thường dùng thép tấm hàn lạ i thành vỏ.Tuỳ theo cách làm nguội máy mà dạng vỏ cũng khác nhau.

Lõi sắt:

Lõi sắt là phần dẫn t ừ.Do từ trường đi qua lõi sắt là từ trường quay nên để giảm tổn hao ,lõi sắt được làm bằng nh ững lá thép kỹ thuật điện dày từ 0.5mm ép lại.Khi đường kính trị số trên thì phải dùng những tấm hình rẻ quạt ,gép lại thành khối tròn.Mỗ i lá thép kỹ thuật điện dều có chỉ phủ sơn cách đi ện trên bề mặt để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Nếu lõi sắt ngắn có thể ghép thành một khố i. Nếu lõi sắt quá dài thì thường ghép thành từng thếp ngắn,mỗi thếp dài 6 đến 8cm chác nhau 1 cm để thông gió cho tốt . Mặt trong của lá thép có sẻ rãnh của lõi sắt và được cách điện tốt với lõi sắt.

2. Phần quay (hay Rôto):

Phần này có hai bộ phận chính là lõi sắt và dây quấn.

a.Lõi sắt:

Lõi sắt rôto được làm bằng những lá thép kỹ thuật điện. Phía ngoài của lá thép được xẻ rãnh để đặt dây quấn. Lõi sắt được éưp trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rôto của máy . b.dây quấn:

Rôto có hai loại chính :Rôto kiểu dây quấn và Rôto kiểu lồng sóc.

-Loại Roto kiểu dây quấn.Rôto có dây quấn giống như dây quấn stato.Trong

máy điện cỡ trung bình trở lên thường dùng dây quấn kiểu sóng hai lớp vì bớt được những dây dầy nối,kết cấu dây quấn trên Rôto chặt chẽ .Trong máy điện cỡ nhỏ thường dùng dây quấn đồng tâm một lớp.Dây quấn ba pha của rôto thường đấu hình sao , có ba đầu kia đượ c nối vào ba rãnh trượt thường làm bằng đồng đặt cố định ở một đầu trục và thông qua chổi than có thể đấu với mạch điện bên ngoài.

Nhận xét: Đặc điểm của loại động cơ điện rôto kiểu dây quấn là có thể thông qua chổi than đưa đ iện trở phụ hay s.đ.đ phụ vào mạch đ iện rôto để cải thiện tính năng mở máy, điều chỉnh tốc độ hoặc cải thiện hệ số công suất của máy.

====================================================== 5

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Nhược đ iểm: Động cơ điện rôto dây quấn chế t ạo phức tạ p hơn rôto lồng sóc nên giá thành d ắt hơn mà bảo quản cũng khó khăn hơn(dễ bị chập pha, mát và dò điện t ừ các dây ra v ỏ máy rất nguy hiểm);hiệu suất của máy cũng thấp hơn so với rôto lông sóc; khi sử d ụng vành tr ượt dễ phát sinh tia lửa điện gây cháy nổ, làm nhiễu quá trình điều khiển.

-Loại Rôto kiểu lồng sóc : Kết cấu của loại dây quấn này rất khác với dây quấn stato. Trong mỗ i rãnh của lõi sắt Rôto đặt vào một thanh dẫn bằng đồng hay nhôm dài ra khỏi lõi sắt và dượ c nối tắt lại ở hai đầu bằng hai vành mạch bằng đồng hay nhôm làm thành một cái lồng mà người ta gọi là lồng sóc.

Nhận xét: Rôto lồng sóc chế tạo đơn giản với số lượng lớn trong dây truyền công nghi ệp, giá thành rẻ hơn, b ền hơn dễ b ảo quản so với rôto dây quấn, nhưng l ại khó mở máy hơn rô to dây qu ấn d ặc biệt những động cơ công suất lớn . Trong những hệ thống có yêu cầu không cao về điều chỉ nh tốc độ (có thể điều chỉnh theo cấp), điều kiện mở máy không quá khó khăn ta nên sử dụng động cơ rôto lông sóc.

Khe hở:

Vì rôto là một khối tròn nên khe hở rất đều. Khe hở trong máy điện không đồng bộ rất nh ỏ để hạn chế dòng đi ện từ hoá lấy từ lưới vào như vậy mới có thể làm cho hệ số công suất của máy cao lên.

Máy đ iện KĐB là loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm điện từ . Khi cho dòng đ iện 3 pha đi vào dây quấn 3 pha đạt trong lõi sắt stato của máy thì trong máy sinh ra một t ừ trường quay vói tốc độ đồng bộ n1=60.f1/p. Trong đó f1 là tần số dòng điện đưa vào , p là số đôi cực của máy

.Từ trường này quét qua dây quấn nhiêu pha tự ngắn mạch dặt trên lõi sắt rôto và cảm ứng trong dây quấn đó suất điện động và dòng điện . Từ thông do dòng điện naỳ sinh ra hợp với từ thông của stato tạo thành từ thông khe hở . Dòng điện trong dây quấn rôto tác dụng v ới t ừ thông khe hở này sinh ra momen . Tác dụng đó có quan hệ mât thiết với tốc độ quay n của rôto . Với những phạm

tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau . Để chỉ phạm
tốc độ của máy , người ta dùng hệ số trượt s .

s%=(n1-n)/n1.100

Có 3 phạm vi tốc độ của máy điện KĐB:

Trường hợp rôto quay thuận và nhanh hơn tốc độ đồng bộ (n>n1 hay s<0). Dùng một động cơ sơ cấp nào đó quay rôto của máy vượt quá tốc độ đồng bộ . Lúc đó chiều của từ trường quay quét qua dây dãn sẽ ngược lại , suất điện

====================================================== 6

Đồ án điện tử công suất

======================================================

động và dòng đ iện trong dây d ẫn rôto cũng đổi chiều nên chiều của momen cũ ng ngược với chiều quay của n1 ngh ĩa là ngược chiều quay của rôto nên đó là momen hãm lúc này máy làm việc ở chế độ máy phát điện .

Trường hợp rôto quay ngược chiều quay của từ trường quay (n<0 hay s>1). Do một nguyên nhân nào đó rôto quay ngược chiều với từ trương quay thì lúc đó chiều quay của suất điện động , dòng điện và momen vẫn giống như lúc ở chế độ động cơ điện. Vì momen sinh ra ngược với chiều quay của rôto nên có tác dụng hãm rôto đứng lại . Máy điện làm việc ở chế độ hãm.

Trường hợp rôto quay thuận với từ trường quay nhưng tốc độ nhỏ hơn tốc độ đồng bộ (0<n<n1 hay 1>s>0) . Giả sử chiều quay n1 của từ trường tổng và của rôto n .Do n<n1 , nên từ trường đó vẫn quét qua thanh Dẫn theo chiều quay của từ trường và chiều suất điện động sinh ra có thể xác định theo quy tắc bàn tay phảI . Dòng điện sinh ra trong dâyquấn rôto cùng chiều với suất điện động và tác dụng với từ trường tổng trong khe hở sinh ra lực F và momen M mà chiều được xác định theo quy tắc bàn tay trái . Momen đó kéo rôto quay theo chiều từ trường quay . Điện năng đưa tới rôto đã biến thanh cơ năng trên trục nghĩa là máy điện làm việc ở chế độ động cơ.

Phương trình thay thế ĐCĐKĐB :

u₁=i₁(R₁+jX₁) +i_o(R_th+jX_th)

0 =i_o(R_th+jX_th)-i₂^,(R₂^,+jX₂^,)

i₁ =i_o+i₂^,

x1 r1 x2’ r2’

&

xm

− I^&′2

I1

1 − s

&

′

U1

I 0

r

2.

s

r_m

Hình 1: Sơ đồ mạch điện thay thế của động cơ KĐB

======================================================

7

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Trong đó ta có:

r₁ : điện trở của dây quấn stato

x₁ : điện kháng tản của dây quấn stato

r₂‘ : điện trở của dây quấn roto

x₂‘ : điện kháng tản trên dây quấn rot

r_m: điện trở từ hoá biểu thị sự tổn hao sắt từ
- x_m: điện kháng từ hoá biểu thị sự hỗ cảm giữa stato và roto

.

I₁ : dòng điện trong dây quấn stato

.

I₂^‘ : dòng điện qui đổi từ rôto sang stato

.

I₀ :dòng điện từ hoá sinh ra sức từ động F₀
s: hệ số trượt của động cơ điện

Ta có r2’.(1-s)/s là một điện trở giả tưởng đặc trưng cho sự thể hiện công suất cơ trên trục máy.

công suất trượt của động cơ:

_s= ^ω1 ⁻ ^ω

₁

dòng điện stato :

I₁=U_f1[	1		+		1			]
I₁=U_f1[			+		R			]
R ²	+ X ²			(R +	R	,	)² + X ²
0			0		2
0			0
				1	s		nm
					s
Trong đó :X_nm=X₁+X₂		^, :đi ện kháng ngắn mạch stato
Từ trên ta thấy :
khi ω =0				s=1 :I₁=I_1nm					1
			ω=ω₁	s=0 :I₁=U_1f[					1	] =I_o
			ω=ω₁	s=0 :I₁=U_1f[					+ X ₀₂	] =I_o
								R_o²	+ X ₀₂

I_1nm:dòng ngắn mạch stato

I_o :dòng từ hoá có tác dụng tạo ra từ trường quay khi động cơ quay với tốc độ đồng bộ

-dòng điện rôto quy đổi về stato:

====================================================== 8

Đồ án điện tử công suất

======================================================

I ₂^, =	^U1 f
	(R + R^,	/ s)²	+ X
				nm
	12

khi ω₁=ω ,s=0I₂^,	=0	^U1 f
khi ω =0 ,s=1	I ₂^, = I _2nm =	^U1 f
khi ω =0 ,s=1	I ₂^, = I _2nm =	(R + R^,	)²	+ X ²
		(R + R^,	)²	+ X ²
		12		nm

Phương trình đặc tính cơ của ĐCKĐB:

chế độ động cơ , mô men điện từ đóng vai trò mô men quay , được tính theo :

M=M = ^P^dt

_đt ω₁

P_đt:công suất điện từ được tính theo:

P_đt=3 _I ₂,² _. ^R2^,

s

M=	3I₂^,² .R₂^,
	ω₁.s

Thay các giá trị I’₂ tính ở trên vào ta có :

M=	3U₁²_f R₂^,
M=		_R,
		_R,
ω	[(R +	2	) + X ²		].s
ω	[(R +		) + X ²		].s
1	1	s		NM
		s

Biểu thức trên là ph ương trình đặc tính cơ của ĐCĐKĐB . Để tính giá trị tới hạn của M và s ta giải phương trình dM/dt=0

S_th=	R₂^,
S_th=	R ²	+ X ²
	R ²	+ X ²
	1	nm
Mth= ₂_ω		3U₁²_f
Mth= ₂_ω		(R + R²		+ X ²	)
	1	1	1	nm

Phương trình đặc tính cơ của động cơ không đồng bộcó thể được biểu diễn :

M=	2.M _th (1 + a.s_th )
	s	+	s	th	+ 2.a.s_th
	^sth		s

Trong đó : a= ^R1

R₂^,

vùng có độ trượt nhỏ (s<<s_th)tỷ sốs/s_thnhỏ coi gần đúng s/s_th=0 thì đặc tính cơ ở dạng đơn giản hơn
các động cơ công suất vừa và lớn :có thể bỏ qua R₁. Khi đó :

====================================================== 9

Đồ án điện tử công suất

======================================================

_M= ^2.M th _s

^sth

(Nó chính là đường tiếp tuyến với đường đặc tính cơ tại điểm đồng bộ ω

1)

Đối với đặc tính s>s_th; khi s>>s_thcó thể bỏ qua s_th/s thì phương trình đặc tính cơ :

M=	2.M _th s_th	và b=	2.M _th s_th
	s		ω_`1s ²

(Động c ơ không làm việc ở đoạn đặc tính này vì độ cứng đặc tính cơ là dương và có độ lớn thay đổi).

Cho đến nay , người ta đã nghiên cứu nhiều về vấn đề điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB , nhìn chung mỗi phương pháp đều có ưu khuyết điểm của nó và chưa giải quyết được toàn bộ vấn đề như phạm vi điều chỉnh , năng lượng tiêu thụ , độ bằng phẳng khi điều chỉnh , thiết bị sử dụng …Tuy có những khó khăn nhát định trong việc điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB nhưng trong những trường hợp nào đó thì phương pháp điều chỉnh tốc độ thích hợp cũng có thể thoả mãn được yêu cầu .

Các phương pháp điều chỉnh chủ yếu được thực hiện :

trên stato : thay đổi điện áp đua vào dây quấn stato , thay đổi số đôi cực của dây quấn stato , hay thay đổi tần số nguồn điện .
trên rôto :thay đổi điện trở rôto hoặc nối tiếp trên mạch rôto một hay nhiều máy điện phụ gọi là nối cấp .

Các phương pháp chủ yếu để điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB là:

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phụ vào mạch rôto

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi tần số

Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn cấp

====================================================== 10

Đồ án điện tử công suất

======================================================

ĐCĐKĐB trong điều kiện làm việc bình thường có hệ số trượt nhỏ , do

đó tốc độ ĐC gần b ằng tốc độ đồng bộ n₁=60f/p . Khi tần số không đổ i thì tốc độ của ĐC tỷ lệ nghịch với số đôi cực . Do đó khi thay đổi số đôi cực

của stato có thể thay đổi được tốc độ.

τ τ τ τ τ τ

A X

Hình 2:Sơ đồ điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi số đôi cực

Cùng hai cuộn dây , tuỳ theo cách đấu mà được bước cực khác nhau nghĩa là số cực khác nhau (theo tỷ lệ 2:1 ) .

Dây quấn stato có thể nối thành bao nhiêu s ố đôi cực khác nhau thì có bấy nhiêu cấp . Vì vậy thay đổi tố c độ chỉ có thể thay đổ i từng cấp một , không b ằng phẳng .Thường có hai cấp tốc độ gọi là động cơ điện hai tốc độ , cũng có loại ba, bốn tốc độ.

Phương pháp này không dùng cho loại động cơ rôto dây quấn vì dây quấn rôto trong loại động cơ này có số đôI cực bằng số đôi cực của dây quấn stato , do đó khi đấu lại dây quấn stato để có số đôi cực khác nhau thì dây quấn rôto cũng phải đấu lại nên không tiện l ợi . Nhưng rôto lồ ng sóc có thể thích ứng với bất cứ số đ ôi cực nào của dây quấn stato , do đó thích hợp cho động cơ điện thay đổi số đôi cực để điều chỉnh tốc độ .

====================================================== 11

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ của động cơ KĐB khi thay đổi điện trở phụ mạch rôto.

o	U₁~
o		oo
I₁↓					n
					n	a
		•			n₁	a
•		•		•	n₁	b
•				•	ncb	b
					ncb	c
	ÑKB•				n1.1	c
•	ÑKB•				n1.1	d
		•	•		n1.2	d	r_f = 0
			•		n1.2
I₂↓					n1.3
I₂↓					n1.3
							rf1
				r_f			rf2
				r_f			rf2
							rf3
								M
					M_c	M_t		M
	a)					b)

Hình a: Sơ đồ nguyên lý

Hình b: Đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ mạch rôto.

====================================================== 12

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phương pháp xung điện trở

Mạch trên tương ứng với mạch sau:

====================================================== 13

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 4: Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh trơn điện trở mạch rôto bằng phương pháp xung điện trở

Hoạt động của khoá bán dẫn tương tự trong mạch điều khiển xung áp một chiều :

-Khi K đóng :R_d bị ngắt ra khỏi mạch

-Khi K mở : R_d đựơc đưa vào mạch

Từ đó ta có giá trị R_etương đơng trong mạch:

R_e=R_dtd/(td+tn)=Rd.td/T =R_dρ

Trong đó t_d :thời gian đóng

t_n :thời gian ngắt

Điện trở R_e trong mạch một chiều được quy đổi về mạch xoay chiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suât tổn hao.Ta có :

====================================================== 14

Đồ án điện tử công suất

======================================================

R_f=1/2R_e=ρ.R_d/2.

Như vậy nhờ điều chỉnh chu kỳ đóng cắt của khoá K mà ta có thể điều khiển trơn được điện trở rôto và tốc độ tương ứng .

Theo (1);(2);(3) ở phần 3.1 nhận thấy khi giữ nguyên tần số, điện áp; tăng điện trở mạch rô to M_th=cons; ω₀ = const; S_th tăng -> đặc tính cơ tương ứng (hình vẽ)

Xét bản chất vật lý của quá trình:

Giả sử động cơ đang làm việc tại điểm A trên đặc tính cơ tự nhiên với R_p=0; R₂=R₂ rô to + R_p = R_{2 rôto}

Khi điện trở ở mạch rooto lên một cấp R_p _≠ 0 thì R₂ tăng lên

R2=R2roto+Rp

Như vậy động cơ sẽ chuyển sang làm việc tại điểm B có đặc tính nhân tạo 2

Dòng điện rôto I₂	giảm (do R₂ tăng ) nên moomen của động cơ Mđ=	3I ₂² R₂	sẽ
		ω₁ s

giảm M_B < M_A=M_c.

Động cơ bắt đầu giảm tốc độ theo đường dặc tính cơ (2).Cung với quá trình giảm tốc độ, độ trượt s tăng, dẫn đến dòng điện roto I₂ và moomen động cơ Mđ tăng theo vì

M _D ≈ I ₂	≈			^E2
		R		2
			2
				+ (2πf₁l₂ )²
		S

Tới thời điểm D thì moomen động cơ trở lại bằng momen cản M_c (Mđ=M_c=M_d). Động cơ sẽ làm việc ổn định tại điểm D với tốc độ nhỏ hơn (ω_b<ω_A)

====================================================== 15

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Quá trình tăng tốc diễn ra ngược lại khi cắt điện trở phụ R_p, động cơ chuyển điểm làm việc từ D trên đường đặc tính cơ nhân tạo (2) sang E trên đặc tính cơ di chuyển tự nhiên (1). Vì R_{2 giảm} nên dòng điện I₂ moomen M_D tăng (M_D > M_C) động cơ bắt đầu quá trình tăng tốc. Động cơ tăng tốc làm độ trượt S giảm, dẫn đến dòng điện I₂ rồi moomen động cơ M_D giảm. Tới điểm A thì moomen động cơ M_D giảm trở lại bằng moomen cản M_C . Động cơ làm việc tại điểm A với tốc độ lớn hơn ω_A>ω_{B .}

Trường hợp tăng R₂ diễn ra đủ chậm thì động cơ sẽ chuyển đổi điểm làm việc

từ điểm A trên đặc tính cơ tự nhiên (1) tới D trên đặc tính nhân tạo 2 qua rất

nhiều đặc tính nhân tạo trung gian . Đường chuyển đổi giảm tốc từ ω_A xuống

ω_D gần như thẳng đứng. Đường chuyển đổi này sẽ coi là đoạn thẳng nếu điện

trở R₂ giảm đều, rất chậm.

Nhận xét :

-Do tính đơn giản của phương pháp nên nó được sử dụng rất nhiều và rộng rãi (Nhưng chỉ có thể áp dụng được cho động cơ dây rotoro dây quấn) -Phương pháp này chỉ cho điều chỉnh tốc độ về phía giảm

-Tốc độ càng giảm đặc tính cơ càng mềm, tốc độ động cơ cang kém ổn định trước sự lên xuống của moomen tải.

-Dải điều chinhrphuj thuộc trị số moomen tải. Moomen tải càng nhỏ, dải điều chỉnh càng hẹp.

-Khi điều chỉnh sâu (tốc độ nhỏ) thì độ trượt của động cơ tăng và tổn hao năng lượng khi điều chỉnh càng lớn.

-phương pháp này chỉ có thể điều chỉnh trơn nhờ biến trở nhưng do dòng phần ứng lớn nên thường điều chỉnh theo cấp. Hiện nay nhờ sự phát triển của công nghệ điện tử, bán dẫn công suất lớn việc thay đổi trơn giá trị điện trở (phương

====================================================== 16

Đồ án điện tử công suất

======================================================

pháp xung điện trở) đã có thể tiến hành dễ dàng hơn và có khả năng điều chỉnh tự động với hệ thống.

Phương pháp trên chỉ được sử dụng trong điều khiển tốc độ động cơ KĐB rôto dây quấn.

BBT(Bộ biến tần) : là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện xoay chiều ở tần số khác.Với các BBT dùng trong điều chỉnh tốc độ động cơ xoay chiều ngoài việc thay đổi tần số, chúng còn có thể thay đổi cả điện áp lưới cấp.

Tần số nguồn điện cung cấp cho động cơ KĐB quyết định giá trị tốc đọ từ

trường quay cũng la tốc dộ không tải lý tưởng n_o=	60 f₁	(vòng/phút)
	p

Do vậy bằng cách thay đổi tần số nguồn cung cấp cho phần cảm ta có thể điều chỉnh được tốc độ động cơ.

Khi thay đổi tần số f₁ thì tốc độ đồng bộ ω_o sẽ thay đổi đồng thời điện kháng X₁,X₂ cũng thay đổi (vì X= 2πfl) kéo theo sự thay đổi cả độ trượt tới hạn (S_th=

R₂^‘	) và moomen tới hạn M_th (theo (1)-3.1) Hình dưới đây biểu thị các

R₁² + X _nm²

đặc tính cơ nhân tạo khi thay đổi tần số.

====================================================== 17

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 5: Đặc tính cơ nhân tạo của động cơ KĐB

Do điện trở dây quấn nhỏ nên

Sth=		R₂^‘		~ 1/f₁
Sth=	R²	+ X		~ 1/f₁
	R²	+ X		2
	1			nm
M =				3U ²				3U ²	p
				1 ph			(≈	1 ph		) ≈ 1/ f ²
			(R	+ R²	+ X		(≈	4πf₁ X _nm		) ≈ 1/ f ²
th	2ω	o	(R	+ R²	+ X	2	)	4πf₁ X _nm		1
		o	1	1		nm

Khi tần số nguồn f₁ giảm, độ trượt s_{th và M}th đều tăng, nhưng M_th tăng nhanh hơn. Do vậy độ cứng của dặc tính cơ tăng lên

====================================================== 18

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Cần chú ý rằng, khi thay đổi tần số cụ thể là khi giảm tần số nguồn, cảm kháng giảm (X_L= 2πfL ) và dòng điện sẽ tăng lên. Muốn động cơ không bị quá dòng cần giảm điện áp theo sự giảm tần số.

Người ta chứng minh được răng khi thay đổi tần số nếu đồng thời điều

chỉnh điện áp cấp cho phần cảm sao cho hệ số quá tải λ = ^M th giữ không đổi

M _C

thì động cơ làm việc ở chế độ tối ưu như làm việc với các thông số định mức.

Lại có :

Mth= ₂_ω

3U₁²_ph

o

(R + R²

+ X ²

)

1

nm

đo R₁ ≈ 0 ;ω_o =

2πf₁

,x_nm tỉ lệ với tần số f₁

p

3U₁²_ph .p

U₁²_ph

Mth =

= A

f₁²

4πf₁ ( X₁ + X ₂^‘ )

A là hằng số phụ thuộc vào p,L₁,L₂

λ_M = const ⇒ λ_M

= A

U₁²_ph

f₁² M _C

====================================================== 19

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 6: Sơ đồ nguyên lý

Bộ BĐXC có thể là:

Một máy biến áp ( 3 pha) nhiều đàu ra, chuyển mạch đơn giản nhờ các tiếp điểm cơ khí.
Một máy biến áp tự ngẫu( khi công suất không lớn)

Bộ biến đổi ACC( Alternative Current Controller) sử dụng các van bán dẫn công suất cho phép điều chỉnh

điện áp.

Ta nhận thấy khi giữ nguyên điện trở ( R1 ), điện kháng (X1) cuộn stato thay đổi điện áp U_1ph điện áp dặt vào stato, thì khi U_1ph giảm thì mômen tới hạn sẽ giảm rất nham theo bình phương U_1ph

M_th=		3.U₁²_ph		(1)
M_th=	(R	+ R²	+ X ²	(1)
2ω	(R	+ R²	+ X ²	)
0	1	1	nm

====================================================== 20

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Còn tốc độ đồng bộ	ωo =	2πf 1	(2)
Còn tốc độ đồng bộ	ωo =	p	(2)
		p
Và tốc độ trượt giới hạn S_th=				R₂^‘
Và tốc độ trượt giới hạn S_th=			R²	(3) thì không đổi.
			R²	+ X ²
			1	nm

Hình 7: Các đường đặc tính cơ

Nhận xét:

Trên thực tế hầu hết các động cơ KĐB có độ trượt tới hạn (ứng với đặc tính cơ tự nhiên nhỏ nên khi dùng để điều chỉnh tốc độ sẽ bị hạn chế vì dải điều chỉnh rất hẹp. Ngoài ra khi giảm điện áp,mômen còn bị giảm rất nhanh theo bình phương điện áp.

thật vậy, theo công thức (1)

^M th 1	=	(U ₁¹	₎ 2			U	1	²
							1
		2		2			1

^M th 2			)		^M th ⁼ ^M thdm
^M th 2		(U ₁	)		^U1dm

====================================================== 21

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Vì lý do trên, phương pháp này ít được sử dụng cho động cơ KĐB rô to lồng xóc mà thường được dùng kết hợp với điều chỉnh điện trở mạch roto đối với động cơ không đồng bộ rôto dây quấn nhằm mở rộng dải điều chỉnh.

Hơn nữa, khi thay đổi điện áp chỉ thực hiện được về phía giảm dưới giá trị định mức nên kéo theo momen tới hạn giảm nhanh theo bình phương điện áp và khi điện áp đặt vào động cơ giảm, moomen tới hạn giảm khi tốc độ không tải lý tưởng (tốc độ đồng bộ ω _o ) giữ nguyên nên khi giảm tốc độ thì độ cứng đặc tính cơ giảm, độ ổn định tốc độ kém đi.

Có tiếp điểm:

Phương pháp phân đoạn đóng cắt bằng phương pháp tiếp điểm cơ( công

suất nhỏ và vừa) của công tắc cơ.

Không tiếp điểm:

Phương pháp xung điện trở

Nguyên tắc làm việc của phương pháp được biểu thị ở hình.Một khoá K mắc song song với một điện trở R_o.

K

a b

Ro

Hình 8:Sơ đồ đơn giản của phương pháp không tiếp điểm

Khi khoá K mở, điện trở trong mạch là R_ab=R_o

====================================================== 22

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Khi khoá K đóng, điện trở trong mạch là R_ab =0s

Nếu thời gian mở đóng của K là t_t và t_k thì giá trị điện trở R_ab của mạch theo thời gian sẽ như sau:

R_ab =	t_t	Ro =	t_t	Ro = δRo	với δ =	t_t
	t_t + t_k		T			T

Khi mạch thay đổi δ từ 0->1 thì điện trở mạch rôto để điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ .Dòng 3 pha phần ứng (Rôto) được chỉnh lưu qua cầu 3 pha rồi nối qua cuộn kháng L với R_o sẽ được điều khiển thông qua khoá nhằm thay đổi trơn hệ số δ , từ đó sẽ thay đổi được giá trị điện trở phụ mạch rôto một cách liên tục từ 0 đến R_o và thay đổi được tốc độ động cơ.

Khi δ =1 thì K thông liên tục t_t=T và R_p=0 động cơ làm việc trên đặc tính cơ tự nhiên.

Khi δ =o k khoá liên tục t_t=0 và R_p=R_o, động cơ làm việc trên đặc tính cơ nhân tạo thấp nhất.

Độ dốc của đặc tính thấp nhất do trị số R_o quyết định

Cũng có thể điều chỉnh điện trở mạch rôto động cơ KĐB nhờ các thyristor mắc song song ngược hoặc nhờ các triac mắc như hình sau:

====================================================== 23

Đồ án điện tử công suất

======================================================

A B C

Hình 9: Sơ đồ điều chỉnh điện trở mạch rôto nhờ các triac

c) so sánh ưu nhựơc điểm và không tiếp điểm:

Tiếp điểm đóng cắt mạch trong các thiết bị điều khiển thương kém bền do va đập cơ, do phóng điện hồ quang làm chảy, rỗ bề mặt vầ tần số đóng cắt nhhỏ do quán tính cơ. Ngoài ra độ tin cậy của thiết bị điều khiển có tiếp điểm kém hơn và độ tin cậy của thiết bị điều khiển có tiếp điểm kém hơn vì có thể đóng căt không dứt khoát (khi bị hở, bị dính.)

Thiết bị không có tiếp điểm

-Không có tiếp điểm cơ khí nên bền hơn

-Thông số đầu ra (U,I,t…) không phụ thuộc vào tác động cơ học -Tuổi thọ lớn

-Tác động nhanh , tần số thao tác lớn

-Dễ dàng tự động hóa điều khiển.

Bên cạnh đó thiết bị không có tiếp điểm còn tồn tại những nhược điểm như:

-Nhạy cảm với nhiễu điện hơn so với loại có tiếp điểm.

====================================================== 24

Đồ án điện tử công suất

======================================================

-Chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

-Số phần tử cấu thành thiết bị thường nhiều hơn nên phức tạp hơn.

Ta có thể khắc phục được nhờ có hệt thống phản hồi(tốc độ, dòng điện, điện áp) trong điều chỉnh tốc độ, các hệ thống bảo vệ, làm mát cho van lực…

Do đó ta lựa chọn phương pháp điều chỉnh điện trở Rôto không tiếp điểm.

Trong đó có phương án sử dụng các thyristor mắc song song ngược hoác dùng các triac dể điều chỉnh R_rôto song ta nhận thấy phương án này so với phương án sử dụng một khoá K (là thyristor hay transistor) thì số lượng van cực điều khiển lớn hơn rất nhiều. Do đó việc tính toán và thiết kế mạch điều khiển sẽ phức tạp hơn, số lượng thiết bị cũng tăng theo cùng chi phí. Hiệu suất lại không cao hơn đáng kể.

Kết luận: Dựa vào các phân tích trên ta lựa chọn phương án điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ ba pha loại rôto dây quấn bằng phương pháp thay đổi điện trở roto , sử dụng phương pháp xung điện trở.

Vậy phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB bằng cách thay đổi điện trở rôto được dùng chủ yếu trong các lĩnh vực công nghiêp .

Với loại động cơ có công suất nhỏ Pđm=15kw , nđm=715(vòng/phút) cho ở đầu bài thì nó được dùng chủ yếu trong các ngành công nghiệp nhẹ để điều chỉnh tốc độ của các loại động cơ như: máy phay, máy bào, máy tiện…

====================================================== 25

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Phát tốc	Động cơ
	KĐB

Bảo vệ

chống

quá

dòng

Chỉnh Lưu

Mạch điều

khiển

Cách ly quang

(trong IGBT)

Biến đổi điện

áp một chiều

(xung điện trở)

Hình 10: Sơ đồ khối

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Từ sơ đồ khối trên ta thấy mạch lực gồm có 2 khâu: chỉnh lưu và biến đổi điện áp một chiều (xung điện trở). Với khâu chỉnh lưu là mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển. Với khâu biến đổi điện áp xung một chiều ta có thể dùng van là Tiristo hoặc IGBT .Do Tiristo là van điều khiển không hoàn toàn nên khả năng điều khiôầnhnf toàn không thực hiện được hơn thế nữa sơ đồ lại phức tạp nên ta chọn van điều khiển là IGBT bởi vì nó là van điều khiển hoàn toàn . Từ đó ta có sơ đồ mạch lực như sau:

====================================================== 27

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Mạch trên tương ứng với mạch sau:

Hình 11,12: Sơ đồ mạch lực

chỉnh lưu:

Nh ư ta đã biết v ới mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển thì điện áp được tạo ra t ương đối bằng ph ẳng có ch ất lượng t ốt nhất trong các so với các mạch chỉ nh lưu khác và điện áp nay sẽ là nguồn một chiều cấp cho bộ biến đổi điện áp một chiều (băm xung một chiều).

bộ biến đổi điện áp một chiều:

Từ sơ đồ trên ta thấy van ở đây là van điều khiển hoàn toàn IGBT van

này được điều khiển bởi một tín hiệu điện áp điều khiển được đưa từ mạch

điều khiển vào , qua trình mở và khoá IGBT xảy ra tức thời. Khi điện áp

điều khiển tăng từ 0 đến UG thì IGBT mở còn khi điện áp điều khiển giảm từ

UG xuống –UG thì IGBT khoá lại ( hai quá trình này được bắt nguồn từ mạch

điều khiển ta sẽ xét kỹ ở phần thiết kế mạch điều khiển).

Mạch chuy ển mạch của khoá bán dẫn như trên ta có thể thay thế bằng một khoá K như hình vẽ trên mà:

-Khi K đóng :R_d bị ngắt ra khỏi mạch

-Khi K mở : R_d đựoc đưa vào mạch

====================================================== 28

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Từ đó ta có giá trị R_etương đương trong mạch:

R_e=R_dtd/(td+tn)=Rd.td/T =R_dρ

Trong đó t_d :thời gian đóng

t_n :thời gian ngắt

Điện trở R_e trong mạch một chiều được quy đổi về mạch xoaychiều ba pha ở rôto theo quy tắc bảo toàn công suất tổn hao.Ta có :

R_f=1/2R_e=ρ.R_d/2.

Như vậy nhờ điều chỉnh chu kỳ đóng cắt của khoá K mà ta có thể điều khiển trơn được điện trở rôto và tốc độ tương ứng .

Dựa hai chỉ tiêu chính là:

a)Chỉ tiêu về dòng điện

Itbv=(0.2-:-0.3)Iv

Iv:dòng điện trung bình của van được chọn Itbv:dòng trung bình qua van

Có I_tbv= ₃^I^d

I ₂ = ²₃ Id

⇒ I_tbv = ^I ²₆

I₂=I_đm(rôto) =46.7(A)

I_tbv = ⁷₆ = 19.06( A)

Ta có công thức: Itbv = (0.2-:- 0.3)Iv

Đồ án điện tử công suất

======================================================

=> Iv =	^Itb	=	19.06	= (64− : −95) A
	0.2− : −0.3		0.2− : −0,3

Tuỳ theo môi trường làm việc tốt hay sấu ma ta chọn nếu tốt chọn 64A còn nếu xấu ta chọn 95A.

Và ta chọn chế độ làm mát van theo kiểu đối lưa tự nhiên.

b)Kiểm tra chỉ tiêu điện áp.

U^v> Ungmax Kuv

K_u hệ số dự trữ điện áp của điôt trong chỉnh lưu không điều khiển Ta chọn Kuv ≤ 3 =1.73

Khi chọn hệ số cho Điốt thi thường chọn tương đối bé vậy ta chọn Ku = 1.3

U_ngmax=2.45 U₂

U₂=E_đm (rôto)=155(V)

=> U_ngmax=2.45*155=379.75 (V)

U_v>1.3*379.75= 494 (V)

Từ đó ta chọn điốt trong điều kiện làm việc tốt có dòng cực đại qua van là 64A và điện áp đặt lên van là lớn hơn 494V. Ta chọn van SW08PCN055 : I_{tb max}=55(A)

U_ngmax=800(V)

Do dòng điện sau chỉnh lưu cầu ba pha kế chỉ cần bộ lọc điện cảm (một cuộn cảm

khá bằng phẳng nên bộ lọc ta thiết mắc nối tiếp vào mạch)

L = ^Rd k 2 −1

m_dm ω₁ ^sb

R_d Tải có điện trở tương đương	R_d =	U _d	=	2.34 U ₂ 0.816
		Id		I₂

====================================================== 30

Đồ án điện tử công suất

======================================================

U₂=Eđm(rôto)=155 (V)

I₂ =Iđm(rôto)=46.7 (A)

R_d =		2.34 155 0.816			= 6.34(Ω)
R_d =					= 6.34(Ω)
	46.7
Mạch chỉnh lưu cầu ba pha có k_dm=0,057
Để có k_dmr=0.006					k_sb=		0.057	= 9.5
Để có k_dmr=0.006					k_sb=		0.006	= 9.5
L =		R_d	k_sb²	−1 =			6.34		9.5²	−1 = 0.032(H )
	^mdm ^.^ω1					6.2.π.50

Công suất động cơ nhỏ 15kw ta có thể chọn khoá IGBT để băm xung (có cổng cách ly)

Coi sụt áp trên các van không đáng kể

U_d= 2,34U₂=2,34*155=362.7 (V)

I2=	2	^Id	= 0.816I_d ⇒ I_d	=	I₂	=	46.7	= 57.23( A)
	3				0.816		0.816

Vậy ta chọn loại IGBT: IG4PC40S

Imax=60A

Umax= 600V

Chọn chế độ làm mát van theo kiểu đối lưu tự nhiên.

====================================================== 31

Đồ án điện tử công suất

======================================================

IGBT là ph ần t ử kết hợp có khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của transistor trường.

Tiristo chỉ mở cho dòng đ iện chạy qua khi có điện áp dương đặt lên anôt và xung dương đặt vào cực điều khiển . Sau khi tiriso mở thì xung điều khiển không còn tác dụng ,dòng điện chạy qua T do thông số của mạch động lực quyết định .

Mạch điều khiển có chức năng sau :

Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt lên anôt -catôt của T.
Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở được các T ( xung điều khiển thường có biên độ từ 2÷10 V , độ rộng l_x=20÷200μs , t_x≤10μs đối với thiết bị biến đổi tần số cao ) .

Các yêu cầu chung với mạch điều khiển là:

Yêu cầu về độ rộng xung điều khiển đó là phải thay đổi được độ rộng xung điều khiển .
Yêu cầu về độ lớn xung điều khiển.
Yêu cầu về độ dốc sườn trước của xung (càng cao thì việc mở càng tốt

thông thường ^di_dt^dk ≥ 0,1A / μS

Phát xung điều khiển đến các van lực theo đúng pha và với góc điều khiển α cần thiết.

Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển γ _min đến γ _max tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra tải của mạch lực.

Cho phép động cơ làm việc với các chế độ đã tính toán như chế độ khởi động, hãm tái sinh, đảo chiều quay…

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Có độ đối xứng điều khiển tốt, tức là góc điều khiển với mọi van không vượt quá 1⁰ đến 3⁰ điện.

Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt: không được gây ra các nhiễu vô tuyến.

Độ tác động của mạch điều khiển nhanh.
Thực hiện các yêu cầu bảo vệ các van nếu cần như ngắt các xung điều khiển khi có sự cố, thông báo các hiện tượng không bình thường của lưới và bản thân mạch mạch điều khiển .

Có độ tin cậy cao

Nguyên tắc chung của mạch điều khiển là so sánh một điện áp một

chiều U_ĐK thay đổi được với một điện áp tam giác có tần số cao số cao. Điểm cân bằng giữa U_tg và U_đk sẽ là điểm phát xung điều khiển để mở các van bán dẫn.

Bằng cách thay đổi U_ĐK ta sẽ thay đổi đượ c độ rộng xung điều khiển trong khi vẫn giữ tần số điều khiển không đổi.

UĐK

Hình 13: Mạch so sánh điện áp tạo xung chữ nhật

====================================================== 33

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 14: Sơ đồ khối mạch điều khiển

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 15: Mạch chỉnh lưu cấp nguồn cho động cơ

I ) Tính toán các tham số cho mạch nguồn nuôi .

Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 12 (V) để cấp cho các cách ly quang, nuôi IC , các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ cũng như các bộ lấy phân áp.

Và ta cần điện áp ± 15 (V) để cấp cho các cách ly quang, các nguồn

điện áp đóng mở IGBT …..

====================================================== 35

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Ta dùng mạch chỉnh lưu cầu 3 pha dùng điôt.

Chọn kiểu máy biến áp 3 pha ,3 trụ ,trên mỗi trụ có 3 cuộn dây : một cuộn sơ cấp và 2 cuộn thứ cấp .

a.) Cuộn thứ cấp thứ nhất

Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 12 (V) để cấp cho các cách ly quang, nuôi IC , các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ cũng như các bộ lấy phân áp.

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và

7912.Điện áp đầu ra của các IC này chọn 12V. Điện áp đầu vào chọn 20V.

Điện áp thứ cấp của các cuộn a₁,b₁,c₁ là :

U₂₁= ²⁰₂ = 14,18(V )

Chọn U₂₁=14(V)

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và

7912.Các thông số chung của vi mạch này:

Điện áp đầu vào : U_V = 7÷35 (V).

Điện áp đầu ra : U_ra= 12(V) với IC 7812. U_ra= -12(V) với IC 7912

Dòng điện đầu ra :I_ra = 0÷1 (A).

Tụ điện C₁, C₃ dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao.

Chọn C₁= C₂ =C₃ =C₄ = 470 (μF) ; U= 35 V

b.) Cuộn thứ cấp thứ nhất

Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 15 (V) để cấp cho các cách ly quang, các nguồn điện áp đóng mở IGBT…

====================================================== 36

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7815 và

7915.Điện áp đầu ra của các IC này chọn 15V. Điện áp đầu vào chọn 20V.

Điện áp thứ cấp của các cuộn a₁,b₁,c₁ là :

U₂₁= ²⁰₂ = 14,18(V )

Chọn U₂₁=14(V)

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7815 và

7915.Các thông số chung của vi mạch này:

Điện áp đầu vào : U_V = 7÷35 (V).

Điện áp đầu ra : U_ra= 15(V) với IC 7815. U_ra= -15(V) với IC 7915

Dòng điện đầu ra :I_ra = 0÷1 (A).

Tụ điện C₅, C₇ dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao.

Chọn C₅= C₆ =C₇ =C₈ = 470 (μF)

Để tạo dao động người ta có thể dùng nhiều cách khác nhau. Có thể dùng BJT hay KĐTT dể tạo dao động .Tuy nhiên ngày nay người ta thường sử dụng KĐTT để tạo dao dộng vì mức độ đơn giản cũng như chất lượng và giá thành khá thích hợp . Sơ đồ dưới ta sử dụng IC555 để tạo ra xung chữ nhật :

Sơ đồ nguyên lý :

====================================================== 37

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 16: Mạch tạo xung chữ nhật dùng IC 555

Chu kỳ xung ra tại chân 3: T=0,693.C₁(R₁+R₂)

Tính chu kỳ phóng nạp :

Tần số xung : f=	1	=		1
Tần số xung : f=	T	=	0,693C (R + R			)
	T		0,693C (R + R			)
			1	1	2

Tần số của xung điều khiển trong sơ đồ này không ảnh hưởng đến sự đóng mở IGBT (Trong giới hạn cho phép của IGBT ). Nếu ta chọn tần số cao thì dễ dàng cho việc lọc, nhưng mạch điều khiển có tần số cao thì giá thành đắt và khó chế tạo (nhiễu cao). Vậy ta chọn tần số trung bình trong khoảng 200 – 500 Hz

Trong sơ đồ này ta chọn tần số xung là 400 Hz Và chọn tụ điện C₁ =0,1μF

điện trở R₁=R₂=18kΩ

Vì ở đây ta sẽ dùng 1 bộ đảo dấu dùng IC thuật toán.

====================================================== 38

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 17: Bộ đảo dấu dùng IC thuận toán

Đây thực chất là 1 bộ đảo với điện áp đầu vào đảo chính là đầu ra của bộ so sánh . Hai điện trở R₃ chọn bằng R₄

Ta có Uss₂=- ^R_R⁴₃ .Uss₁=- Uss₁

Như vậy Uss₂ chính là tín hiệu đảo của Uss₁

Hình18:Sơ đồ tạo xung răng cưa

Có nhiều phương pháp tạo xung răng cưa như: Dùng Điôt kết hợp với

nhiều cuộn dây biến áp lệch pha nhau; dùng Điôt và tụ điện; Dùng Tranzitor

và tụ điện; dùng khuếch đại thuật toán và tụ điện. Tuy nhiên chỉ có hai

phương pháp sau cùng là được dùng. Tuy thế, nhược điểm chung của các sơ

đồ tạo điện áp răng cưa dùng Tranzitor là sự phụ thuộc khá rõ thời điểm mở

====================================================== 39

Đồ án điện tử công suất

======================================================

và khoá của các Tran vào điện áp vào cực Bazơ, do vậy điện áp răng cưa

cũng ít nhiều bị ảnh hưởng. Mặt khác độ tuyến tính của răng cưa cũng không thật cao. Hiện nay mạch tạo răng cưa sử dụng OA ngày càng được ứng dụng rộng rãi do khắc phục được các nhược điểm trên, hơn nữa giá thành của OA đã khá rẻ chứ không như trước nữa.

Hình trên là một sơ đồ tạo răng cưa có dạng đi xuống dùng một OA.

Nguyên lý hoạt động:

nửa chu kì khi điện áp đầu ra của xung vuông là âm, điốt D₃ dẫn. Sử

dụng đặc điểm của OA là điện áp vào cửa đảo và không đảo bằng nhau ta có điện thế của đầu vào đảo bằng 0V do điểm (+) nối với 0V. Lúc đó sơ đồ mạch cho ta thấy:

Điện áp trên tụ C bằng điện áp ở đầu ra của OA2: u_c=u_b

Điện áp trên điện trở R₅ bằng điện áp điện áp ở đầu ra của OA1(bỏ qua sụt áp trên điôt Đ1); u_r2=u

Thông thường mạch thiết kế với điều kiện R₅<< R₆, dẫn đến i_r6 <i_{r5 ,} nên để đơn giản khi phân tích, có thể bỏ qua dòng i_r3 trong giai đoạn này. Như vậy dòng qua tụ điện i_C bằng dòng i_r2 vì dòng vào cửa (-) của OA vô cùng lớn. Kết hợp những điều trên ta có:

	1	1			1 U _a				^Ubh
u_b = u_c =		∫i_c dt =		∫i_R₅ dt =		∫		dt =		t.
u_b = u_c =	C	∫i_c dt =	C	∫i_R₅ dt =	C	∫	R	dt =	C.R	t.
				5					5

Như vậy điện áp trên tụ C còng như đầu ra tăng trưởng tuyến tính. Khi điện áp này đạt trị số ngưỡng của điôt ổn áp Đ₂ thì điện áp tăng tới trị số +U_bh

nửa chu kỳ sau điện áp Ua>0 (OA1 bao hoà dương : U_a=+U_bh), điốt Đ1 khoá nên dòng điện qua R₅ bằng 0. Lúc này dòng qua tụ C bằng dòng

====================================================== 40

Đồ án điện tử công suất

======================================================

đi qua điện trở R₆ , dòng điện này ngược chiều với dòng đi qua tụ V ở nửa chu kỳ trước có nghĩa là tụ C phóng điện:

1			1 E				E
u_b = u_c = U _oa −		∫i_R₆ dt =U _oa −		∫		dt =U _oa −			t
	C		C		R		C.R	6
		3

Do đó điện áp trên tụ C,cũng như điện áp ra, giảm xuống tuyến tính.Khi điện áp giảm đến không rồi âm xuống thì điốt Đ2 dẫn theo chiều thuận như các đi ốt thông thường, giữ cho điện áp ở giá trị xấp xỉ 0V.

Từ đây mạch trở lại trạng thái đầu và điện áp nhận được trong một chu kỳ lưới điện áp xoay chiều có dạng răng cưa đi xuống.

Để xác định thời điểm mở van IGBT ta sẽ so sánh 2 tín hiệu là Utựa và Uđk.Ta sẽ dùng khuếch đại thuật toán để thực hiện nhiệm vụ này bởi vì những lý do sau:

+Tổng trở vào của OA rất lớn nên không gây ảnh hưởng tới các điện áp đưa vào so sánh ,nó có thể tách biệt hoàn toàn chúng để không tác động sang nhau.

+Tầng vào của OA thường là khuếch đại vi sai, mặt khác số tầng nhiều nên hệ số khuếch đại khá lớn. Vì thế độ chính xác so sánh cao, độ trễ không quá vài μs.

+Khâu so sánh dùng OA cũng có 2 kiểu đấu các điện áp là so sánh 2 cửa

và so sánh 1 cửa.

a)so sánh 1 cửa

====================================================== 41

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 19a: So sánh 1 cửa

Hai điện áp Utựa và Uđk được đưa tới cùng 1 cực của OA thông qua 2 điện trở đầu vào R1,R2.

Cửa còn lại, để tăng độ chính xác so sánh thì đấu qua điện trở R3=R1//R2 xuống đất.

Điểm lật trạng thái là Un=Up=0

Utua

₊ Udk

⇒ Udk=-

R2

⇔

R1

R2

=0

.Utựa

1

+

1

R1

R2

Biểu thức này cho thấy điện áp ra đảo ngược trạng thái thì 2 điện áp so sánh cần phải trái dấu nhau.

b)So sánh 2 cửa:

Uđk và Utựa tới 2 cực khác nhau của OA.

Điện áp ra tuân theo quy luật : Ura=Ko.(U⁺-U^–)

Với Ko là hệ số khuếch đại của OA

====================================================== 42

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 19b: So sánh 2 cửa

Điểm lật trạng thái ứng với Utựa=Uđk.

+Khi Utựa >Uđk thì U= Utựa- Uđk > 0 ⇒ Uso sánh =+Ura max.

+Khi Utựa < Uđk thì U<0 ⇒ Uso sánh =-Ura max.

Như vậy các điện áp đưa vào so sánh phải cùng dấu thì mới có hiện tượng thay đổi trạng thái đầu ra.Và độ chênh lệch tối đa giữa 2 cửa trạng thái khi làm việc không được vượt quá giới hạn cho phép của loại OA đã chọn.

Kết luận: Ta sẽ sử dụng sơ đồ so sánh 2 cửa.

Vì IGBT là phần tử điều khiển bằng điện áp, giống như MOSFET nên yêu cầu điện áp có mặt liên tục trên cực điều khiển để xác định chế độ khoá, mở.

====================================================== 43

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Hình 20: Sơ đồ đóng mở mạch điều khiển cho IGBT

Tín hiệu mở có biên độ U_GE , tín hiệu khoá có biên độ – U_GE cung cấp cho mạch G-E thông qua điện trở R_G ,R_P .mạch G-E được bảo vệ bằng Điot ổn áp ở mức khoảng [-18 V , +18 V] .

Do có tụ kí sinh giữa G và E nên kĩ thuật điều khiển MOSFET có thể được áp dụng, tuy nhiên điện áp khoá phải lớn hơn. Điện áp đóng mở ± U_GE phụ thuộc vao IGBT đã chọn.

Điện trở R_G ảnh hưởng đến tổn hao công suất điều khiển .Điện trở R_G nhỏ, giảm thời gian xác lập tín hiệu điều khiển ,giảm ảnh hưởng của

^dU CE , giảm tổn thất năng lượng trong quá trình điều khiển nhưng lại làm

d_t

mạch điều khiển nhạy cảm hơn với điện cảm ký sinh trong mạch điều khiển .

C_S , R_S là mạch trợ giúp để giảm thời gian đóng mở IGBT .

C_S có trị số 0.1 μF

R_S =10 ± 33 Ω

R_P =2,2 KΩ

R_G = 3,3 ± 27Ω

====================================================== 44

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Z_D1 , Z_D2 có điện áp ổn áp khoảng 18V.

Trong toàn bộ sơ đồ mạch ta sử dụng toàn bộ 3 khuếch đại thuật toán .

đây ta sử dụng 1 IC loại TL 084 do hãng TexasInstruments chế tạo, mỗi IC này có 4 khuếch đại thuật toán.

Thông số của TL084 :

+Điện áp nguồn nuôi				: V_cc = ± 15 (V) chọn V_cc = ± 12 (V)
+Hiệu điện thế giữa hai đầu vào				: ± 30 (V)
+Nhiệt độ làm việc				: T = -25÷ 85⁰ C
+Công suất tiêu thụ				: P = 680 (mW) = 0,68 (W)
+Tổng trở đầu vào				: R_in= 10⁶ ( MΩ)
+Dòng điện đầu ra				: I_ra = 30 ( pA).
+Tốc độ biến thiên điện áp cho phép					: du/dt = 13 (V/μs)
14	13	12	11	10	9	8
	–				–
	+				+
	+				+
	–				–
1	2	3	4	5	6	7

Ucc

Dòng điện vào được hạn chế để I_lv < 1 (m A).

====================================================== 45

Đồ án điện tử công suất

======================================================

a)Cuộn thứ cấp thứ nhất:

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và

7912.Điện áp đầu ra của các IC này chọn 12V. Điện áp đầu vào chọn 20V.

Điện áp thứ cấp của các cuộn a₁,b₁,c₁ là :

U21= ₂^Ud_.34 = ₂²⁰_.34 =8.547

Chọn U₂₁=9(V)

Các thông số chung của vi mạch này:

Điện áp đầu vào : U_V = 7÷35 (V).

Điện áp đầu ra : U_ra= 12(V) với IC 7812. U_ra= -12(V) với IC 7912

Dòng điện đầu ra :I_ra = 0÷1 (A).

Tụ điện C₁, C₃ dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao.

Chọn C₁= C₂ =C₃ =C₄ = 470 (μF) ;

b)Cuộn thứ cấp thứ hai:

Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7815 và

7915.Điện áp đầu ra của các IC này chọn 15V. Điện áp đầu vào chọn 20V.

Điện áp thứ cấp của các cuộn a₁,b₁,c₁ là :

U21= ₂^Ud_.34 = ₂²⁰_.34 =8.547

Chọn U₂₁=9(V)

Các thông số chung của vi mạch này:

Điện áp đầu vào : U_V = 7÷35 (V).

Điện áp đầu ra : U_ra= 15(V) với IC 7815. U_ra= -15(V) với IC 7915

Dòng điện đầu ra :I_ra = 0÷1 (A).

======================================================

46

Đồ án điện tử công suất

======================================================

Tụ điện C₅, C₇ dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao.

Chọn C₅= C₆ =C₇ =C₈ = 470 (μF)

Tính biến áp nguồn :

U_a-1=8.547V

I_a-1=1000mA

U_a-2=8.547V

I_a-2=1000mA

Tính công suất :

P_2-1=3.U_2-1.I_2-1=3*8.547*1=25.641W

P_2-2=3.U_2-2.I_2-2=3*8.547*1=25.641W

Tổng công suất 😛_∑=P_2-1+P_2-2=51.282W

⇒Chọ n máy BA có P=60w Trên thực tế đối với loại MBA có công suất nhỏ ta có tiết diện lõi sắt :

S=1,2 S_Σ = 1,2 60 =9.295cm²

Chọn lá thép E30 với kích thước 30×30 . Với loại biến áp này ta có công

thức	W_o=		K
			S

	-W_o:Số vòng /1V
	-K : hệ số kinh ngiệm (42÷60)
	(ở đây ta chọn K =50).Thay số vào ta có :
W₀=	50	=5.38vòng/1v
	9.295

-Số vòng cuộn dây sơ cấp :

W₁ = W_oU₁=5.38*220=1183.6vòng

W_2-1= W_o.U_2-1=5.38*8.54=45.9452 vòng

W_2-2= W₀.U_2-2= 5.38*8.54=45.9452 vòng

Chọn W₁=1200 vòng

Chọn W₂₁=46 vòng

Chọn W₂₂=46 vòng

-Tính tiết diên dây dẫn:

Chọ n MBA có hiệu suất n=0.85%. (Để đơn giản ta xem như điện trở của dây dẫn rất nhỏ)

Tỉ số MBA : k= ^¦_¦^W_W₁² = _I^I¹₂ = ₁₂₀₀⁴⁶ = 0.0383

====================================================== 47

= 0.4

Đồ án điện tử công suất

======================================================

I₁=I₂*0.0383=1*0.0383=0.0383 (A)

Tiết diện dây sơ cấp:	s₁=	I1	=	0.0383		= 0.01532		( J1=2.5 ^A	mm2	)

		J1			2.5
Đường kính dây sơ cấp: d₁=		4s			₌ 4 * 0.01532		= 0.14	(mm²)
		3.14				3.14

Tương tự ta tinh được tiết diện dây và đường kính dây thứ cấp :

s2= ^I_J²₁ = ₂¹_.5

	4s		4 * 0.4	2
d₂=	3.14	=	3.14	= 0.714 (mm )

Tính toán chi tiết các phần tử khâu dao động xung vuông:

Chu kỳ xung ra tại chân 3: T= 0,693.C₁(R₁+R₂)

Chọn tần số xung là 400Hz

Chọn tụ điện C₁ =0.1μF

điện trở R₁=R₂=18kΩ

Đây thực chất là một bộ cộng đảo với R3 =R4 Khi đó U_ss1= -U_ss2

Chọn R4 =R3 =10 k Ω

Tụ điện C chọn 0.1μF. Điốt ổn áp Đ2 chọn theo biên độ điện áp răng cưa:

chọn U_oa=12V.

Điện trở R₆ tính từ điều kiện sau thời gian T_ph điện áp trên tụ giảm từ giá trị U_oa xuống đến 0

Đồ án điện tử công suất

======================================================

u_c (T_ph ) = U _oa −

E.T_ph

= 0

Rút ra:

R₆

=

E.T_ph

=

15.0,669.10

−3

=8.3.10

3

(Ω)

12.0,1.10⁻⁶

C.R .2

U

oa

.C

6

Vậy ta được giá trị điện trở R₆ là 10K

Do có hạn chế chặt chẽ về thời gian nạp tụ nên ta tính R₂ từ biểu thức nạp cho tụ điện( chứ không bỏ qua như khi phân tích định tính):

u_c (t) = (	^Ubh ⁻^U D1	−	E	)	t
					C
	^R5		^R6

Trong thời gian t_n điện áp trên tụ phải vượt giá trị điện áp ổn áp, suy ra:

(	^Ubh ⁻^U D1	−	E	)	t_n	≥ U _oa

	^R5		R₆ C

Từ đây ta rút ra R₅:

R₅ ≤

U_bh − 0,7

=

7,5 − 0,7

= 2092.3(Ω)

C.U_oa

+

E

0,1.10⁻⁶.5

+

15

t_n

R₆

0,2

20.10³

Chọn R₅ = 2K

Chọn điện trở hạn chế dòng vào trước hai cửa của KĐTT là R3=R4> ^Uv_Iv

.Chọn để hạn chế I_v < 1mA

R8 > ₁₀¹²₋₃ =12k . Chọn R8=20 (k Ω )

điện áp điều khiển ta chọn là 12v lấy từ nguồn tạo ra ở trên. Vậy biến trở R 7 phải thoả mãn:

R ₇ > ₁₀⁵₋₃ =5k => Chọn R 7 =5(k Ω )

Ta sử dụng Tranzito C828 có β =30

Đồ án điện tử công suất

======================================================

đây ta mong muốn Tranzito làm việc như một khóa điện tử ,đóng mở theo

chu kỳ của xung.

– Để Tranzito làm việc ở chế độ mở thông bão hòa cần I_B >I_C/ β

Khi Tranzito mở thông bão hòa I_C =	15 − (−15)		=	30

		R10 + R11		R10 + R11
		R10 + R11		R10 + R11

Chọn R₁₀=R₁₁ =50 Ω

I_C =30/100 =0,3(A) => I_B > ₃₀₀^0,3 =1(mA)

Vậy R₉ =R_B<	Uv	=	12V	= 12k Ω

			1mA
	I _B

Chọn R₉ =10 k Ω

====================================================== 50

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 15, 2019

Đồ án điện tử công suất Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Mọi ý kiến đóng góp xin gửi vào hòm thư: [email protected]

Kéo xuống để Tải ngay đề cương bản PDF đầy đủ: Sau “mục lục” và “bản xem trước”

(Nếu là đề cương nhiều công thức nên mọi người nên tải về để xem tránh mất công thức)

Đề cương liên quan: Đồ Án Cung Cấp Điện

[toc]

[pdfviewer width=”800px” height=”1000px” beta=”true/false”]http://hotroontap.com/wp-content/uploads/2019/07/%C4%90%E1%BB%93-%C3%A1n-%C4%91i%E1%BB%87n-t%E1%BB%AD-c%C3%B4ng-su%E1%BA%A5t-Thi%E1%BA%BFt-k%E1%BA%BF-b%E1%BB%99-n%E1%BA%A1p-%C4%83c-quy-t%E1%BB%B1-%C4%91%E1%BB%99ng.pdf[/pdfviewer]

Tải ngay đề cương bản PDF tại đây: Đồ án điện tử công suất Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Thiết kế nguồn náp ăc quy . Bộ nguồn phải đảm bảo hai chế độ nạp:

nạp ổn định dòng điện và nạp ổn điện áp . Khi ăc quy đã đầy phải ngắt nguồn

nạp :

U_đm = 24 -50 V

I_đm = 60 A

I_min = 40 A .

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Nước ta hiện nay đang trên con đường Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa. Bởi vậy tự động hóa đang phát triển mạnh trong những năm gần đây.Tự động hoá điều khiển các quá trình sản xuất đã đi sâu vào từng ngõ ngách, vào trong tất cả các quá trình tạo ra sản phẩm.

Ngày nay hầu như tất cả các máy móc thiết bị trong công nghiệp cũng như trong đời sống hàng đều phải sử dụng điện năng , có thể là dùng hoàn toàn nguồn năng lượng điện năng hoặc một phần năng lượng điện năng kết hợp với năng lượng khác. Trên thực tế có những lúc rất cần năng lượng điện mà ta không thể lấy năng lượng điện từ lưới điện được. Do đó ta phải lấy các nguồn điện dự trữ như Ăc quy.

Như vậy để có thể sử dụng được các nguồn ăcquy ta phải nạp điện cho ăcquy. Bởi đó bộ chỉnh lưu nạp ăcquy tự động được sử dụng rộng rãi trong nhiều trường hợp cụ thể là rất quan trọng , nếu thiếu nó sẽ không có nguồn điện vận hành , dự trữ cho các máy móc thiết bị mà có thể không đáp ứng được chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Acqui là nguồn hoá hoạt động trên cơ sở hai điện cực có điện thế khác nhau, nó cung cấp dòng điện một chiều cho các thiết bị điện trong công nghiệp cũng như trong dân dụng.

Khi acqui phóng hết dung lượng ta tiến hành nạp điện cho nó và sau đó acqui lại tiếp tục phóng điện được. Acqui có thể thực hiện nhiều chu kỳ phóng nạp nên ta có thể sử dụng được lâu dài.

Trong thực tế kĩ thuật có nhiều loại acqui nhưng phổ biến và thường dùng nhất là hai loại acqui: acqui axit (acqui chì) và acqui kiềm. Tuy nhiên trong thực tế thông dụng nhất từ trước tới nay vẫn là acqui axit vì so với acqui kiềm thì acqui axít có một vài tính năng tốt hơn như:

Sức điện động cao (với ăcqui axit là 2V, ăcqui kiềm là 1,2V).

Trong quá trình phóng, sự sụt áp của acqui axit nhỏ hơn so với acqui

kiềm.

Giá thành của acqui axit rẻ hơn so với acqui kiềm.

Điện trở trong của acqui axit nhỏ hơn so với ăcqui kiềm.

Vì vậy trong đồ án này chúng em chọn loại acqui axit để nghiên cứu công nghệ và thiết kế nguồn nạp acqui tự động.

Bình acqui axit thông thường gồm vỏ bình các bản cực, các tấm ngăn và dung dịch điện phân.

1.1. Vỏ bình:

Vỏ bình acqui axit hiện nay được chế tạo bằng nhựa êbônit hoặc anphantơpéc hay cao su nhựa cứng. Để tăng độ bền và khả năng chịu axit cho bình, khi chế tạo người ta ép vào bên trong bình một lớp lót chịu axit là

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

polyclovinyl lớp lót này dày khoảng 0,6 mm. Nhờ lớp lót này mà tuổi thọ của bình acqui tăng lên từ 2 ÷ 3 lần.

Phía trong vỏ bình tuỳ theo điện áp danh định của acqui mà chia thành các ngăn riêng biệt và các vách ngăn này được ngăn cách bởi các ngăn kín và chắc. Mỗi ngăn được gọi là một ngăn acqui đơn, trong đồ án này, nhiệm vụ nghiên cứu là acqui chì với điện áp danh định là 12V nên ta có sáu ngăn acqui đơn.

đáy các ngăn có các sống đỡ khối bản cực tạo thành khoảng trống giữa đáy bình và mặt dưới của khối bản cực, nhờ đó mà tránh được hiện tượng chập mạch giữa các bản cực do chất tác dụng bong ra rơi xuống đáy gây lên.

Bên ngoài vỏ bình được đúc hình dạng gân chịu lực để tăng độ bền cơ và có thể được gắn các quai xách để việc di chuyển được dễ dàng hơn.

1.2. Bản cực, phân khối bản cực và khối bản cực:

Bản cực gồm cốt hình lưới và chất tác dụng. Cốt đúc bằng hợp kim chì (Pb) – antimon (Sb) với tỷ lệ (87 ÷ 95)% Pb – (5 ÷ 13)% Sb. Phụ gia antimon thêm vào có tác dụng tăng độ cứng, giảm han gỉ và cải thiện tính đúc cho cốt.

Cốt để giữa chất tác dụng và phân khối dòng điện khắp bề mặt bản cực. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng đối với các bản cực dương vì điện trở của chất tác dụng (ôxit chì PbO₂) lớn hơn rất nhiều so với điện trở của chì nguyên chất, do đó càng tăng chiều dày của cốt thì điện trở trong của acqui sẽ càng nhỏ.

Cốt đúc dạng khung bao quanh, có vấu để hàn nối các bản cực thành phân khối bản cực và có hai chân để tỳ lên các sống đỡ ở đáy bình acqui.

Vì điện cốt của bản cực âm không phải là yếu tố quyết định vả lại chúng cũng ít bị han gỉ nên người ta thường làm mỏng hơn bản cực dương. Đặc biệt là hai tấm bên của phân khối bản cực âm lại càng mỏng vì chúng chỉ làm việc có một phía với các bản cực dương.

Chất tác dụng được chế tạo từ bột chì, axit sunfuric đặc và khoảng 3% các muối của axit hữu cơ đối với bản cực âm, còn đối với các bản cực dương thì chất tác dụng được chế tạo từ các ôxit chì Pb₃O₄, PbO và dung dịch axit

Trang 4

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

sunfuric đặc. Phụ gia muối của axit hữu cơ trong bản cực âm có tác dụng tăng độ xốp, độ bền của chất tác dụng, nhờ đó mà cải thiện được độ thấm sâu của dung dịch điện phân vào trong lòng bản cực đồng thời điện tích thực tế tham gia phản ứng hoá học cũng được tăng lên.

Các bản sau khi được trát đầy chất tác dụng được ép lại, sấy khô và thực hiện quá trình tạo cực, tức là chúng được ngâm vào dung dịch axit sunfuric loãng và nạp với dòng điện một chiều với trị số nhỏ. Sau quá trình như vậy chất tác dụng ở các bản cưc dương hoàn toàn trở thành PbO₂ (màu gạch sẫm). Sau đó các bản cực dương được đem rửa, sấy khô và lắp ráp.

Những phân khối bản cực cùng tên trong một acqui được hàn với nhau tạo thành các khối bản cực và được hàn nối ra các vấu cực làm bằng chì hình côn để nối ra tải tiêu thụ. Với chú ý rằng, nếu ta muốn tăng dung lượng của ăcqui thì ta phải tăng số tấm bản cực mắc song song trong một acqui đơn. Thường người ta lấy từ 5 ÷ 8 tấm. Còn muốn tăng điện áp danh định của acqui thì ta phải tăng số tấm bản cực mắc nối tiếp.

1.3. Tấm ngăn:

Các bản cực âm và dương được lắp xen kẽ với nhau và cách điện với nhau bởi các tấm ngăn và để đảm bảo cách điện tốt nhất các tấm ngăn được làm rộng hơn so với các bản cực.

Các tấm ngăn có tác dụng chống chập mạch giữa các bản cực âm và dương, đồng thời để đỡ các tấm bản cực khỏi bị bong rơi ra khi sử dụng acqui. Các tấm ngăn ở đây phải là chất cách điện tốt, bền, dẻo, chịu được axit và có độ xốp thích hợp dể không ngăn cản chất điện phân thấm đến các bản cực.

Các tấm ngăn hiện nay được chế tạo từ vật liệu polyvinyl xốp, mịn, dày khoảng từ 0,8 ÷ 1,2 mm và có dạng mặt phẳng hướng về phía bản cực âm còn một mặt có hình sóng hoặc gồ hướng về phía bản cực dương nhằm tạo điều kịên cho dung dịch điện phân dễ luân chuyển hơn đến các bản cực dương và dung dịch lưu thông tốt hơn.

Trang 5

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

1.4. Dung dịch điện phân:

Dung dịch điện phân trong bình acqui là loại dung dịch axit sunfuric (H₂SO₄) được pha chế từ axit nguyên chất với nước cất theo nồng độ qui định tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu mùa và vật liệu làm tấm ngăn. Nồng độ dung dịch axit sunfuric γ = (1,1 ÷ 1,3) g/cm³. Nồng độ dung dịch điện phân có ảnh hưởng lớn đến sức điện động của acqui. Hình dưới trình bày ảnh hưởng của dung dịch điện phân tới điện trở và sức điện động của acqui:

V/ngăn	Ω /cm³
2.5	5
	4		^Eaq
	4
1.5	3
1.0	2		Điện trở dung dịch
			điện phân
0.5	1
0.0	0
	1.0	1.1	1.2	1.3	1.4	1.5	1.6

Nhiệt độ môi trường có ảnh hưởng lớn đến nồng độ dung dịch điện phân với các nước ở trong vùng xích đạo nồng độ dung dịch điện phân quy định không quá 1,1 g/cm³. Với các nước lạnh (vùng cực), nồng độ dung dịch điện phân cho phép tới 1,3 g/cm³. Trong điều kiện khí hậu nước ta thì mùa hè nên chọn nồng độ dung dịch khoảng (1,25 ÷ 1,26) g/cm³, mùa đông ta nên chọn nồng độ khoảng 1,27 g/cm³. Cần nhớ rằng: nồng độ quá cao sẽ làm chóng hỏng tấm ngăn, chóng hỏng bản cực, dễ bị sunfat hoá trong các bản cực nên tuổi thọ của acqui cũng giảm đi rất nhanh. Nồng độ quá thấp thì điện dung và điện áp

Trang 6

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

định mức của acqui giảm và ở các nước xứ lạnh thì dung dịch vào mùa đông dễ bị đóng băng.

Những chú ý khi pha chế dung dịch điện phân cho ăcqui:

Không được dùng axit có thành phần tạp chất cao như loại axit kỹ thuật thông thường và nước không phải là nước cất vì dung dịch như vậy sẽ làm tăng cường độ quá trình tự phóng địên của acqui.

Các dụng cụ pha chế phải làm bằng thuỷ tinh, sứ hoặc chất dẻo chịu axit. Chúng phải sạch, không chứa các muối khoáng, dầu mỡ hoặc chất bẩn…
Để đảm bảo an toàn trong khi pha chế, tuyệt đối không được đổ nước vào axít đặc mà phải đổ từ từ axit vào nước và dùng que thuỷ tinh khuấy đều.

1.5. Nắp, nút và cầu nối:

Nắp làm bằng nhựa êbônit hoặc bằng bakêlit. Nắp có hai loại:

Từng nắp riêng cho mỗi ngăn

Nắp chung cho cả bình – loại này kết cấu phức tạp nhưng độ kín tốt. Trên nắp có lỗ đổ để đổ dung dịch điện phân vào các ngăn và để kiểm tra

mức dung dich điện phân, nhiệt dộ và nồng độ dung dịch trong acqui.

Lỗ đổ được đậy kín bằng nút có ren để giữ cho dung dịch điện phân trong bình khỏi bị bẩn và sánh ra ngoài. Ở nút có lỗ nhỏ để thông khí từ trong bình ra ngoài lúc nạp acqui.

Nắp một số loại acqui có lỗ thông khí riêng nằm sát lỗ đổ, kết cấu như vậy rất thuận tiện cho việc điều chỉnh mức dung dịch trong bình acqui. Trong trường hợp này, ở nút không có lỗ thông khí nữa.

Cầu nối thường làm bằng chì, dùng để nối các ngăn acquy đơn với nhau.

Trong acqui thường xảy ra hai quá trình hoá học thuận nghịch mà đặc trưng là quá trình nạp và phóng điện.

Khi nạp điện, nhờ nguồn điện nạp mà ở mạch ngoài các điện tử “e” chuyển động từ các bản cực dương đến các bản cực âm – đó là dòng điện nạp I_n.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Khi phóng điện, dưới tác dụng của suất điện động riêng cuả của acqui, các điện tử “e” sẽ chuyển động theo hướng ngược lại và tạo thành dòng điện phóng I_p.

Khi acqui đã nạp no, chất tác dụng ở các bản cực dương là PbO₂ còn tại các bản cực âm là chì xốp Pb. Khi phóng điện, các chất tác dụng ở hai bản cực

đều trở thành sunfat chì PbSO₄ có dạng tinh thể nhỏ.
Khi nạp điện cho acqui sẽ xảy ra phản ứng:
– Ở cực dương:
PbSO₄	– 2e + 2H₂O = PbO₂ + H₂SO₄ + 2H⁺	( 2.1)
– Ở cực âm:
PbSO₄	+ 2e + 2H⁺ = Pb + H₂SO₄	(2.2)
-Toàn bộ quá trình xảy ra trong acqui khi nạp điện là:
2PbSO₄ + 2H₂O = Pb + PbO₂ + 2 H₂SO₄		(2.3)

Kết quả là tạo thành một điện cực Pb và một điện cực PbO₂.

Sự phóng điện của acqui xảy ra khi nối hai điện cực Pb và PbO₂ vừa thu được với tải, lúc này hoá năng được dự trữ trong acqui sẽ chuyển thành điện năng. Ở các điện cực sẽ xảy ra các phản ứng ngược của (2.1) và (2.2), nghĩa là trong acqui sẽ xảy ra phản ứng ngược của (2.3). Acqui sẽ cung cấp dòng điện cho đến khi cả hai điện cực lại trở thành PbSO₄ như ban đầu. Sau đó, nếu muốn dùng tiếp người ta lại nạp điện cho acqui và cứ thế quá trình tiếp diễn.

Mỗi ngăn của bình acqui là một acqui đơn có đầy đủ các tính chất đặc trưng cho cả bình. Sở dĩ người ta nối tiếp nhiều ngăn lại thành bình acqui là để tăng điện áp định mức của bình acqui. Do đó khi ngiên cứu đặc tính của bình acqui ta chỉ cần khảo sát một bình acqui đơn là đủ.

3.1. Sức điện động của acqui axit:

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Sức điện động của acqui axit phụ thuộc chủ yếu vào điện thế trên các cực, tức là phụ thuộc vào đặc tính lý hoá của vật liệu làm các bản cực và dung dịch điện phân mà không phụ thuộc vào kích thước của các bản cực.

Sức điện động phụ thuộc vào nồng độ của dung dịch điện phân và có thể xác định được một cách khá chính xác bằng công thức thực nghiệm sau:

E₀ = 0,85 + γ (V).

Trong đó:

E₀: Sức điện động tĩnh của acqui đơn, tính bằng vol.

: nồng độ dung dịch điện phân không lấy theo đơn vị g/cm³ mà

tính bằng vol quy về +15⁰C.

Ngoài ra sức điện động còn phụ thuộc vào nhiệt độ của dung dịch điện phân nữa.

Trong quá trình phóng điện, sức điện động của acqui được tính theo công thức:

E_p = U_p + I_p. r_aq

Trong đó:

I_p : Dòng điện phóng (A)

U_p: Điện áp đo trên các cực của acqui khi phóng điện (A)

r_aq: Điện trở trong của acqui khi phóng điện. Khi phóng điện hoàn toàn thì r_aq = 0,02 Ω .

Trong quá trình nạp điện, sức điện động E_n của acqui được tính theo công thức:

E_n = U_n – I_n.r_aq (V).

Trong đó:

In : Dòng điện nạp (A).

Un: Điện áp đo trên các cực của ăcqui khi nạp điện (V).

r_aq : Điện trở trong của acqui khi nạp điện. Khi nạp no thì r_aq = (0,0015 ÷ 0,001) Ω .

Trang 9

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

3.2.Dung lượng của acqui:

Dung lượng phóng của phóng của acqui là đại lượng đánh giá khả năng cung cấp năng lượng của acqui cho phụ tải và được tính theo công thức :

C_p = I_p.t_p (Ah).

Trong đó:

C_p: Là dung lượng thu được trong quá trình phóng điện (Ah).

I_p: Dòng dịên phóng ổn định (A) trong thời gian phóng điện t_p(h).

Dung lượng nạp của acqui là đại lượng đánh giá khả năng tích trữ năng lượng của acqui và được tính theo công thức:

C_n = I_n.t_n (Ah).

Trong đó:

Cn: Là dung lượng thu được trong quá trình phóng điện (Ah).

In: Dòng điện nạp ổn định trong quá trình nạp điện (A).

3.3. Đặc tính phóng của acqui axit:

Đặc tính phóng của acqui là đồ thị biểu diễn mối quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp acqui và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian phóng khi dòng điện phóng không thay đổi.

	I (A) U,E (V)				Khoảng nghỉ
10	2,0				1,95
10		2,11			1,75
		2,11
	1,5
	1,5	^Eaq	^Eo ^Up	E I_p.r_aq
		^Eaq	^Eo ^Up	E I_p.r_aq
		1,27		3
5	1,0		γ (g/cm )		1,11
	1,0				1,11

	0,5	Vùng phóng cho phép
	0,5
			C_p=I_p.t_p
					t_p (h)
					^tgh

Trang 10

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Từ đồ thị ta có các nhận xét sau:

Trong khoảng thời gian phóng từ t_p =0 cho tới thời điểm t_p = t_gh, sức điện động, điện áp và nồng độ dung dịch điện phân giảm dần, tuy nhiên trong khoảng thời gian này độ dốc của các đồ thị là không lớn, ta gọi đó là giai đoạn phóng ổn định hay thời gian phóng điện cho phép tương ứng với mỗi chế độ phóng điện (dòng điện phóng) của acqui.

Từ thời điểm t_gh trở đi, độ dốc của đồ thị thay đổi đột ngột nếu ta tiếp tục cho acqui phóng điện sau t_gh thì sức điện động, điện áp của acqui sẽ giảm rất nhanh, mặt khác các tinh thể sunfat chì (PbSO₄) tạo thành trong phản ứng sẽ có dạng thô, rắn, khó hoà tan (biến đổi hoá học) trong quá trình nạp điện trở lại cho acqui sau này. Thời điểm t_gh gọi là giới hạn phóng điện cho phép của acqui, các giá trị E_p, U_p, γ tại t_gh gọi là các giá trị giới hạn phóng điện cho phép của acqui.

Sau khi đã ngắt mạch phóng một khoảng thời gian, các giá trị sức điện động, điện áp của acqui, nồng độ của dung dịch điện phân lại tăng lên, ta gọi đó là thời gian hồi phục hay khoảng nghỉ của acqui. thời gian phục hồi này phụ thuộc vào chế độ phóng điện của ăcqui (dòng điện phóng và thời gian phóng ).

Để đánh giá khả năng cung cấp điện của các acqui có cùng điện áp danh nghĩa, người ta quy định so sánh dung lượng phóng điện thu được của các acqui khi tiến hành thí nghiệm ở chế độ phóng điện cho phép là 20h (10h). Dung lượng phóng trong trường hợp này được kí hiệu là C₂₀ (C₁₀).

3.4. Đặc tính nạp của acqui:

Đặc tính nạp của ăcqui là đồ thị biểu diễn quan hệ phụ thuộc của sức điện động, điện áp ăcqui và nồng độ dung dịch điện phân theo thời gian nạp khi trị số dòng điện nạp không thay đổi.

Trang 11

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

I (A)

U,E (V)

Bắt đầu sôi

2,7V

2,4V

2,11V

2,0

1,95

^Eaq ^Eo ^Un ^In^.raq

E

1,5

10

1,0

1,11

γ (g/cm³)

1,27

Vùng

5

0,5

Vùng nạp hiệu dụng

nạp no Khoảng nghỉ

C_n=I_n.t_n

(2ữ3)h

0

t_n (h)

^ts

Từ đồ thị đặc tính nạp ta có nhận xét sau:

Trong khoảng thời gian nạp từ t_n = 0 đến t_n = t_s, sức điện động, điện áp, nồng độ dung dịch điện phân tăng dần lên.
Tới thời điểm t_n = t_s trên bề mặt các bản cực xuất hiện các bọt khí do dòng điện điện phân nước thành ôxy và hyđrô (còn gọi là hiện tượng sôi ), lúc này trên điện thế giữa các cực của acqui đơn tăng tới giá trị 2,4 V. Nếu ta vẫn tiếp tục nạp giá trị này nhanh chóng tăng tới 2,7 V và giữ nguyên. Thời gian nạp này gọi là thời gian nạp no, có tác dụng làm cho các phần chất tác dụng ở sâu trong lòng các bản cực được biến đổi hoàn toàn, nhờ đó sẽ làm tăng thêm dung lượng phóng điện của acqui. Trong sử dụng, thời gian nạp no cho acqui thường kéo dài từ 2÷3 giờ, trong suốt thời gian đó, hiệu điện thế trên các cực của acqui và nồng độ dung dịch điện phân là không thay đổi. Như vậy dung lượng thu được khi acqui phóng điện luôn nhỏ hơn dung lượng cần thiết để nạp no acqui.

Sau khi ngắt mạch nạp, điện áp, sức điện động của acqui, nồng độ dung dịch điện phân giảm xuống và ổn định. Thời gian này cũng gọi là khoảng nghỉ của acqui sau khi nạp.

Trang 12

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Trị số dòng điện nạp ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và tuổi thọ của

acqui. Dòng điện nạp định mức đối với acqui qui định bằng 0,05.C₂₀ (0,01.C₁₀).

Phương pháp nạp điện với dòng nạp không đổi cho phép chon dòng điện nạp thích hợp đối với từng loại acqui, đảm bảo cho acqui được nạp no. Đây là phương pháp sử dụng trong các xưởng bảo dưỡng, sửa chữa để nạp điện cho các acqui mới hoặc nạp điện cho các acqui bị sunfat hoá.

Với phương pháp nạp này các acqui được mắc nối tiếp với nhau và phải thoả mãn điều kiện:

U_n ≥ 2,7 N_aq.

Trong đó:

Un: Điện áp nạp (V).

Naq: Số ngăn acqui đơn mắc trong mạch nạp .

Trong quá trình nạp, sức điện động của acqui tăng dần, để duy trì dòng điện nạp không đổi ta phải bố trí trong mạch nạp biến trở R. Trị số giới hạn của biến trở được xác định theo công thức:

₌ Un − 2,0Naq _. In

Nhược điểm của phương pháp nạp với dòng nạp không đổi là thời gian nạp kéo dài và yêu cầu các acqui đưa vào nạp phải có cùng cỡ dung lượng định mức.

Để khắc phục nhược điểm thời gian nạp kéo dài người ta sử dụng phương pháp nạp với dòng điện nạp thay đổi hai hay nhiều nấc. Trong trường hợp nạp hai nấc thì dòng địên nạp ở nấc thứ nhất chọn bằng (0,3 ÷ 0,5).C₂₀, và kết thúc nạp ở nấc một khi acqui bắt đầu sôi. Dòng điện nạp ở nấc thứ hai bằng 0,05.C₂₀.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Phương pháp nạp acqui với điện áp nạp không thay đổi yêu cầu các acqui được mắc song song với nguồn nạp. Hiệu điện thế của nguồn nạp không thay đổi và được tính bằng từ 2,3 ÷ 2,5 V cho một ngăn acqui đơn.

Hiệu điện thế của nguồn nạp phải được giữ ổn định với độ chính xác đến 3% và được theo dõi bằng vol kế.

Dòng nạp In = ^Un ⁻ ^Eaq lúc đầu sẽ rất lớn sau đó khi E_aq tăng dần lên thì I_n Raq

giảm đi khá nhanh.

Phương pháp nạp với điện áp nạp không thay đổi có thời gian nạp ngắn, dòng điện nạp tự động giảm dần theo thời gian. Tuy nhiên dùng phương pháp này acqui không được nạp no, vì vậy phương pháp nạp với điện áp không đổi chỉ là phương pháp nạp bổ xung cho acqui trong quá trình sử dụng.

Để khắc phục những nhược điểm và tận dụng được hết những ưu điển của các phương pháp nạp trên, ta kết hợp hai phương pháp nạp lại thành phương pháp dòng – áp.

Đây cũng chính là phương pháp nạp mà chúng ta chọn để thiết kế mạch điều khiển cho nguồn nạp acqui tự động trong đồ án này.

Ban đầu ta nạp acqui vói dòng nạp không đổi với trị số qui định là I_n = 0,05.C₂₀. Tới khi thấy acqui “sôi” – ứng với thời điểm hiệu điện thế giữa các cực của của ăcqui đơn tăng tới giá trị 2,4V – tiếp tục nạp thì giá trị này nhanh chóng tăng tới giá trị là 2,7 V. Đến đây ta chuyển sang chế độ nạp ổn áp với giá trị điện áp nạp không đổi là U_n = 2,7V. Giai đoạn nạp ổn áp kéo dài từ 2 đến 3 giờ, hoặc khi dòng nạp tiến tới không (I_n = 0) thì kết thúc quá trình nạp.

Kết luận: Qua phân tích kĩ những đặc tính của acqui, đặc biệt là đặc tính nạp, ta chọn phương pháp nạp dòng – áp để nạp cho acqui. Như vậy bộ nguồn nạp acqui tự động mà ta thiết kế cần phải đáp ứng những yêu cầu sau:

Ban đầu tự động nạp ổn dòng với dòng nạp đặt trước I_n = 0,05 .C₂₀/1ngăn ăcqui đơn.

Trang 14

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Khi phát hiện thấy hiệu điện thế trên các cực của acqui đơn tăng tới 2,7 V thì tự động chuyển từ nạp ổn dòng sang chế độ nạp ổn áp với điện áp nạp đặt trước Un = 2,7V/ 1 ngăn acqui đơn.

Nạp ổn áp cho tới khi dòng điện nạp tiến về không.

Trang 15

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Bộ chỉnh lưu là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều nhằm cung cấp cho phụ tải điện một chiều.

Trong kĩ thuật có nhiều phương án chỉnh lưu như: chỉnh lưu không điều khiển (chỉnh lưu điôt); chỉnh lưu điều khiển (chỉnh lưu tiristor); chỉnh lưu một pha; ba pha; sáu pha.

Tuỳ thuộc vào yêu cầu cụ thể mà ta lựa chọn phương án chỉnh lưu thích hợp nhất nhằm đáp ứng được các chỉ tiêu về mặt kĩ thuật và kinh tế.

Trong đồ án này ,với yêu cầu cụ thể là: thiết kế bộ nguồn nạp ắc quy có thể nạp cho ắc quy 24-50V và dòng nạp 40- 60A.

Vì yêu cầu của đề dùng chỉnh lưu điều khiển nên ta chọn phương án chỉnh lưu tiristor.

Vì tải yêu cầu công suất và chất lượng điện áp điều chỉnh không cao nên ta chọn phương án chỉnh lưu một pha nhằm làm giảm giá thành đầu tư thiết bị và đơn giản hoá việc thiết kế tính toán.

Từ những nhận xét trên ta cần phân tích các sơ đồ chỉnh lưu điều khiển một pha để tìm ra phương án thích hợp nhất.

Trong sơ đồ này ,máy biến áp fải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống hệt nhau ,ở mỗi nửa chu kỳ khi có xung tới điều khiển mở tiristo có một van dẫn cho dòng điện chạy qua .

Điện áp đập mạch trong cả hai nửa chu kỳ với tần số đập mạch bằng hai lần tần số điện áp xoay chiều . Hình dáng các đường cong điện áp và dòng điện tải (Ud,Id ) cho trên hình vẽ .

Trang 16

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Trong nửa chu kỳ đầu , khi U₂>E thì điện áp anot ở T1 dương, điện áp ở

Katot T1 âm, T1 sẵn sàng dẫn.Nếu cáp xung điều khiển cho T1 vào lúc này thì

T1 sẽ dẫn.Dòng sẽ chảy qua T1-R-E, với nguồn là U₂

Trang 17

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Trong nửa chu kỳ sau, khi U ‘₂ > E thì điện áp anot ở T2 dương, điện áp Katot của T2 âm, T2 sẵn sàng dẫn.Nếu cấp xung điều khiển cho T2 vào lúc này thì T2 sẽ dẫn.Dòng sẽ chảy qua T2-R-E, với nguồn là U ‘₂

Chú ý: Nếu ta cấp xung vào thời điểm U<E thì van không dẫn ,mạch điều khiển phải điều khiển sao cho xung phát ra không rơi vào thời điểm này

Từ đồ thị ta có:

– Trị trung bình của điện áp trên tải:

U_d=

1 ^π _∫^−β(

2.U 2.sinθ )dθ +

E

(β + α ) =

π

α

2U 2

[cosα − cos(π − β )] +

E

(β + α )

π

– Trị trung bình của dòng qua

tải :

I_d =

Ud − E

=

2.U 2

[cosα − cos(π − β )] +

E

[(β + α ) − π ]

π .R

R

– Trị số dòng hiệu dụng qua van :

I₂=I ^‘₂ =I_hdv=

1

π −β

2U ₂ sinθ − E

)2 dθ

2π

∫

(

R

α

– Trị số dòng hiệu dụng qua tải:

I_hd =

1

π −β

(

2U ₂

sinθ − E

)2 dθ

π

∫

R

α

Ta thấy I_hdv= ^I ^hd₂

Điện áp ngược đặt lên van:

U ngcvan =2 2 U2

Nhận xét : trong sơ đồ này , dòng điện chạy qua van không quá lớn . Khi van dẫn ,điện áp rơi trên van nhỏ.Việc điều khiển các van bán dẫn ở đây tương đối đơn giản .Tuy vậy ,việc chế tạo biến áp có hai cuộn dây thứ cấp giống nhau

mà mỗi cuộn chỉ làm việc trong nửa chu kỳ ,làm cho việc chế tạo máy biến áp phức tạp hơn và hiệu suất sử dụng biến áp xấu hơn , mặt khác điện áp ngược

Trang 18

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

của các van bán dẫn fải chịu có trị số rất lớn.Thích hợp với mạch chỉnh lưu điện áp thấp nhưng dòng lớn không cần chất lượng điện áp cao.

T1	T3
	R
U 2
	E
T4	T2

Trong nửa chu kỳ đầu , lúc U2 > E điện áp anod của tiristo T1 dương lúc đó catod của T2 âm , nếu có xung điều khiển cả hai van T1 ,T2 đồng thời ,thì các van này sẽ được mở thông để đặt điện áp lưới lên tải , T1 , T2 sẽ dẫn đến khi U2 < E.

Trong n ửa chu kỳ sau , khi U2 > E , điện áp anod củ a tiristo T3 dương lúc đó catod củ a T4 âm , nếu có xung đ iều khiển cả hai van T3 ,T4 đồng thời ,thì các van này sẽ được mở thông để đặt điện áp lưới lên tải.

(với điều kiện α₁ < α < α₂ )

Điện áp trung bình đặt lên tải:

	1	α					E
U_d=	1		_∫2		2U ₂	sin(θ )d (θ ) +	E	(α + α₁ )
U_d=	π		_∫2		2U ₂	sin(θ )d (θ ) +	π	(α + α₁ )
	π		α				π
			α
	1		α		^2U 2 ^sin(^θ ⁾ ⁻ ^E ₎2 _d ₍_θ ₎
I_hd=	1		_∫2	(	^2U 2 ^sin(^θ ⁾ ⁻ ^E ₎2 _d ₍_θ ₎
	π		α			R

Dòng trung bình chạy qua tiristo : Itb = Id/2

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Dòng hiệu dụng chạy qua van :I_hdV= ^I ^hd₂

Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van : Un max = U ₂ 2

Nhận xét : So với sơ đồ trên ,ở sơ đồ này điện áp ngược lớn nhất đặt lên van chỉ bằng một nửa,biến áp dễ chế tạo và có hiệu suất cao hơn . Tuy nhiên , sơ đồ này nhiều khi gặp khó khăn trong việc mở các van điều khiển, nhất là khi công suất xung không đủ lớn .

^T1 D2

E

U2

R

T2 ^D1

– Ở nửa chu kì dương của u₂ khi α ≤ β hay α ≥ π − β mà cho xung điều khiển mở T₁ thì T₁và cả D₁ đều không mở được do trong mạch có sức điện động E làm cho thế U_AK của tiristor âm.

Khi β <α <π − β , ta cho xung điều khiển mở T₁ thì D₁ cũng mở cho dòng chảy qua tải theo đường: A – T₁ – (R + E) – D₁ – O

Như vậy, ở nửa chu kỳ dương của u₂, nếu góc mở α nằm trong khoảng ( β ;π − β ) thì T₁ và D₁ mở cho dòng chảy qua tải.

Ở nửa chu kỳ âm của u₂, tương tự như trên khi π + β <α < 2π − β , ta cho xung điều khiển mở T₂ thì D₂ cũng mở ngay cho dòng chảy qua tải theo đường:

O- D₂ – (R+E) – T₂ – A

Như vậy, ở nửa chu kỳ âm của u₂, nếu góc mở α nằm trong khoảng (π + β ; 2π − β ) thì T₂ và D₂ mở cho dòng chảy qua tải.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Góc dẫn dòng của điốt và của tiristor trong sơ đồ này bằng nhau và:

λD = λT = π − 2β

Về nguyên tắc, α có thể thay đổi được trong khoảng (0;л) nhưng do sự có mặt của sức điện động E của tải nên góc mở α được khống chế trong khoảng ( β ;π − β ).

– Trị trung bình của điện áp trên tải:

U_d =	1 ^π	_∫^−β(	2.U 2.sinθ )dθ +	E	(β + α ) =	2U 2	[cosα − cos(π − β )] +	E	(β + α )
	π			π		π		π
		α

– Trị trung bình của dòng qua tải :

I_d =	Ud − E		=		^2.U ² [cosα − cos(π − β )] +			E	[(β + α ) − π ]
I_d =	R		=		^2.U ² [cosα − cos(π − β )] +			π .R	[(β + α ) − π ]
	R				π .R			π .R
– Trị trung bình của dòng qua tiristor và điôt:
		1		π −β		Id
I_T = I_D =		1		∫ Id.dθ =		Id	[π − (α + β )]
I_T = I_D =		2π		∫ Id.dθ =		2	[π − (α + β )]
		2π		α		2

Trị hiệu dụng dòng qua van và diôt:

I_hdv= ^I ^hd₂

Trang 21

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Từ các phân tích về các sơ đồ ở trên , ta chọn sơ đồ chỉnh lưu cầu không đối xứng vì so với sơ đồ cầu đối xứng mặc dù dải điều chỉnh và chất lượng điện áp chỉnh lưu là như nhau , nhưng cầu một pha không đối xứng chỉ sử dụng một nửa số van là tiristor, nửa còn lại là điôt. Từ đó mà giảm được giá thành thiết bị biến đổi bởi vì điôt rẻ hơn rất nhiều so với tiristor và sơ đồ điều khiển cũng trở nên đơn giản hơn do còn ít kênh điều khiển. Vì vậy ta chọn mạch cầu không đối xứng để nạp cho ắc quy.

Kết luận:

Sơ đồ lựa chọn là : Sơ đồ ”Chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng”.

Trang 22

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

220V

50Hz

AT

^T2 ^T1

R C R C

D₂ D₁

R_f

R_s

AQ

Để chọn van ta phải dựa vào chế độ làm việc nặng nề nhất mà van phải chịu.

Chỉ tiêu điện áp :

^U ng max

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Van phải chịu điện áp nặng nề khi các acqui được nạp no: Mỗi ngăn acqui có điện áp là 2V.Để có acqui 50V ta cần ⁵⁰₂ =25 ngăn.

Để nạp no thì cần điện áp nạp cho mỗi ngăn là 2,7V. Khi đó :

^U d	=2,7	50	=67,5 (V)
		2

Điện áp ngược lớn nhất trên van :

^U ng max	=	2 .U₂
với U ₂ = U _d k_sd	cho sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha k
Ungmax =		2 .	67,5	=106,1 V

		0,9

_sđ = 0,9 thay vào ta có:

Do thực tế điện áp lưới không ổn định và được phép dao động ,mặt khác có nhiều yếu tố ảnh hưởng ngẫu nhiên trên mạng điện nên van được chọn với một hệ số dự trữ điện áp nhất định:

^U v ^> ^Ku.^U ng max

với K_u là hệ số dự trữ cho van. Ta chọn : K_u =1,7

= 106,1.1,7 = 180,4(V).

Chỉ tiêu dòng điện :

Tính dòng điện của van

Dòng điện trung bình thực tế qua van:

I_tbv = ^I₂^d = ⁶⁰₂ = 30A

Thực tế phải chọn van chịu được hệ số quá dòng K_I = 1,2:

I_V = K _I .I_tbv = 30.1,2 = 36A

Trong sơ đồ này, chế độ làm việc của tiristor và điôt là giống nhau nên điều kiện chọn van giống nhau.

Vì tải có công suất nhỏ nên ta chọn điều kiện làm mát cho van là làm mát tự nhiên, dùng cánh tản nhiệt chuẩn với đối lưu không khí. Vậy điều kiện chọn van:

Trang 24

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

U _ng _max ≥ 180,4V

I_V ≥ 36A

Lựa chọn van :

Diode : Loại C40-020R I_max= 40A

U_ngmax= 200V

=1,1V T_CP= 200⁰C

Thyristor : Loại T10-40 do Liên Xô chế tạo I_cp =40A

U_ng _max =200V

I _dk =150mA

U _dk =4V

U=1,75V

du/dt=100(V/s)

di/dt=40(A/ μs)

a) Bảo vệ ngắn mạch, quá tải:

Sử dụng Aptômat (AT) để đóng cắt mạch lực, bảo vệ khi quá tải và ngắn mạch tiristor, ngắn mạch đầu ra của bộ biến đổi, ngắn mạch thứ cấp máy biến áp.

b) Bảo vệ quá áp,tốc độ tăng điện áp cho van :

Bảo vệ quá điện áp do quá trình đóng cắt các tiristor được thực hiện bằng cách mắc R – C song song với thyristor. Khi có sự chuyển mạch, các điện tích tụ trong các lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo dòng điện ngược trong khoảng thời gian ngắn. Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm làm cho quá điện áp giữa anôt và katôt của thyristor. Khi có mạch R – C mắc song song với thyristor nó tạo ra vòng

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

phóng điện trong quá trình chuyển mạch nên bảo vệ được thyristor không bị quá điện áp.

Nếu tốc độ biến thiên điện áp vượt quá du/dt cho phép của van thì van sẽ dẫn mà không cần dòng điều khiển.Do đó ta phải mắc thêm R-C song song với thyristor , nó sẽ làm giảm tốc độ tăng điện áp trên thyristor.Ta phải bố trí sao cho Thyristor phải nằm sát C. Điện trở R có tác dụng hạn dòng phóng của tụ khi van dẫn.

Theo tính toán kinh nghiệm ta chọn C=0,3 μ F , R=70 Ω .

c) Hạn chế tốc độ tăng dòng :

Vì với tải là ắc quy không có tính cảm nên tốc độ tăng dòng có thể rất lớn có thể gây hiện tượng đốt nóng cục bộ trong van vì vậy ta phải có biện pháp hạn chế nó.

Biện pháp đơn giản nhất là mắc nối tiếp với tải một cuộn cảm.

Tuy nhiên vì ta sử dụng nguồn biến áp cho chỉnh lưu nên điện cảm trong cuộn dây máy biến áp cũng đã đủ để đảm bảo điều kiện trên.

Ampe kế đo dòng nạp: chọn loại ampe kế 100 A.

Vol kế đo điện áp nạp: chọn loại vol kế 100 V.

R_s: lấy tín hiệu phản hồi dòng về mạch điều khiển.

Tín hiệu phản hồi áp ta nối trực tiếp vào hai đầu của ắc quy.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

U₁ ,I₁

BA

U₂, I₂

U_d,I_d

Tính các thông số cơ bản :

Điện áp chỉnh lưu không tải :

U_do = U_d + U_V + U_ba + U_dn

Trong đó :

U_d= 67,5 V – Điện áp chỉnh lưu

U_V = 1,1 +1,75 =2,85 V – Sụt áp trên các van

U_ba =10% U_d = 6,75 V -Sụt áp bên trong máy biến áp khi có tải .

U_dn ≈ 0 -Sụt áp trên dây dẫn (coi rất nhỏ).

Vậy : U_do = 67,5+2,85+6,75 =77,1 V.

Công suất tải tối đa:

P_dmax = U_do. I_d = 77,1.60 = 4626 W

Công suất máy biến áp :

S_ba = k_P. P_dmax = 1,23.4626 = 5690 W

Với sơ đồ cầu một pha : k_P =1,23.

Tính sơ bộ mạch từ(xác định kích thước bản mạch từ): Tiết diện sơ bộ trụ :

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Q_Fe = k_Q. ^Sba

m. f

trong đó

k_Q là hệ số phụ thuộc phương thức làm mát

Với máy biến áp dầu ta lấy k_Q = 5

m:số pha của máy biến áp : m =1

là tần số dòng điện xoay chiều (ở đây tần số là f =50Hz). Từ đó chúng ta có :

Q_Fe =5. ⁵⁶⁹⁰_1.50 = 53,34 cm².

Tính toán dây quấn:

Điện áp cuộn dây sơ cấp : U₁ =220 V

Điện áp cuộn dây thứ cấp : U₂ = ^Udo_ku = ⁷⁷_0,9^,1 =85,67 V

với sơ đồ cầu một pha : k_u = 0,9

Hệ số máy biến áp : k_ba = _U^U¹₂ = ₈₅²²⁰_,67 = 2,57

Số vòng dây mỗi pha máy biến áp : Ta có công thức :

W =	U	vòng.
	4,44. f .Q_Fe .B

trong đó

-Số vòng dây của cuộn dây cần tính. U – Điện áp của cuộn dây cần tính (V).

B – Từ cảm (thường chọn trong khoảng từ 1 – 1,8

Tesla).

Q_Fe– Tiết diện lõi thép(m²).

Ta chọn thép làm máy biến áp là loại có mã hiệu là ∃ 330 dày 0,5mm từ đó ta có B=1,1T.

Số vòng dây cuộn sơ cấp máy biến áp.

W₁ =170 vòng.

Số vòng dây cuộn thứ cấp máy biến áp.

W₂ = 66 vòng.

Trang 28

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Dòng điện các cuộn dây :

Dòng thứ cấp : I₂ = k₂ . I_d = 1,11 . 60 = 66,6 A

Dòng sơ cấp : I₁ = I₂ / k_ba = 25,9 A

Tiết diện dây dẫn :

Chọn sơ bộ mật độ dòng điện trong máy biến áp:

Với máy biến áp dầu và dây dẫn bằng đồng, chọn J₁ = J₂ = 3(A/mm²)

Tiết diện dây quấn sơ cấp máy biến áp :

S₁ =	I₁	=	25,9	= 8,633 mm	2	.
	J₁		3

Tiết diện dây quấn thứ cấp của máy biến áp :

Đường kính dây dẫn :

Do dây dẫn có tiết diện nhỏ nên ở đây chúng ta chọn dây dẫn tròn.

Đường kính của dây dẫn thứ cấp là :

d₂ =	4.S	=	4.22,2	= 5,3 mm.
	π		3,14

Đường kính của dây dẫn sơ cấp là :

d₁ =	4.S	=	4.8,633	= 3,3 mm.
	π		3,14

Trang 29

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Mạch điều khiển là khâu rất quan trọng trong bộ biến đổi tiristor, nó có vai trò quyết định đến chất lượng, độ tin cậy của bộ biến đổi. Mạch điều khiển rất đa dạng nhưng với hệ thống mạch lực cụ thể của mạch nạp cần có một hệ điều khiển thích ứng. Với mạch này, hệ điều khiển sẽ phát xung mở hai tiristor

T₁,T₂.

Các tiristor sẽ mở khi thoả mãn đồng thời hai điều kiện:

Một điện áp dương đủ lớn đặt lên hai cực của tiristor theo hướng từ anôt đến katôt.

Xung điện áp dương đưa vào cực điều khiển đủ lớn về biện độ, độ rộng.

Để làm thay đổi điện áp ra tải chỉ cần thay đổi thời điểm phát xung điều khiển, tức là thay đổi góc mở α của các van. Ưu điểm của tiristor là chỉ cần dòng và áp điều khiển nhỏ nhưng có thể chịu được áp và dòng rất lớn chảy qua.

Mạch điều khiển phải thực hiện các nhiệm vụ chính sau:

Phát xung điều khiển (xung để mở van) đến các van lực theo đúng phương pháp điều khiển cần thiết.
Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển α _min–α _max tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra của mạch lực.

+ Có độ đối xứng điều khiển tốt , không vượt quá 1⁰-3⁰ điện ,tức là góc điều khiển với mọi van không được qua lệch giá trị trên .

Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều dao động cả về giá trị điện áp và tần số.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Cho phép bộ chỉnh lưu làm việc bình thường với các chế độ khác nhau do tải yêu cầu như chế độ khởi động ,chế độ nghịch lưu , chế độ dòng điện liên tục hay gián đoạn , chế độ hãm hay đảo chiều

Có khả năng chống nhiễu côn nghiệp tốt .

Độ tác động của mạch điều khiển nhanh ,dưới 1ms.

+Đảm bảo xung điều khiển phát tới các van phù hợp để mở chắc ch ắn các van ,có nghĩa là phải thoả mãn các yêu cầu :

Đủ công suất (về điện áp và dòng điều khiển ).

Có sườn dóc đứng để mở van chiónh xác vào thời điểm quy định ,thường tốc độ tăng áp điều khiển phải đạt 10V/us ,tốc độ tăng dòng điều khiển đạt 0,1A/us .

Độ rộng xung điều khiển đủ cho dòng qua van vượt trị số dòng điện duy trì I_dt của nó , để khi ngắt xung van vẫn giữ được trạng thái dẫn .
Có dạng phù hợp với sơ đồ chỉnh lưu và tính chất tải.

Ngoài ra hệ thống điều khiển phải có nhiệm vụ ổn định dòng điện ra tải và bảo vệ hệ thống khi xảy ra sự cố quá dòng hay ngắn mạch tải.

Các hệ điều khiển chỉnh lưu:

Có hai hệ điều khiển cơ bản là hệ đồng bộ và hệ không đồng bộ .

Hệ đồng bộ : trong hệ này góc điều khiển mở van luôn được xác định xuất phát từ một thời điểm cố định của điện áp lực .Vì vậy trong mạch điều khiển phải có một khâu thực hiện nhiệm vụ này gọi là khâu đồng pha để đảm bảo mạch điều khiển hoạt động theo nhịp của điện áp lực .

Hệ không đồng bộ : trong hệ này góc điều khiển mở van không được xác định theo điện áp lực mà được tính dựa vào trạng thái của tải chỉnh lưu và vào góc điều khiển của lần phát xung mở van ngay trước đấy .Do đó , mạch điều khiển này không càn khâu đồng pha ,tuy nhiên để bộ chỉnh lưu hoạt động

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

bình thường bắt buộc phải thực hiện điều khiển theo mạch vòng kín , không thể thực hiện với mạch hở.

Nguyên tắc điều khiển:

Để điều chỉnh góc mở của các tiristor trong nửa chu kì điện áp dương ta

thường dùng hai nguyên tắc điều khiển: thẳng đứng tuyến tính và thẳng đứng arccos.

a) Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính:

u_s

^Usm

^Ucm

0	л	2л
0	л	2л	ωt
α		α	ωt

Theo nguyên tắc này người ta dùng hai điện áp :

Điện áp đồng bộ (u_s), đồng bộ với điện áp dặt trên cực A – K của tiristor, thường đặt vào đầu đảo của khâu so sánh.
Điện áp điều khiển (u_cm) – điện áp một chiều có thể điều chỉnh được biên độ, thường đặt vào đầu không đảo của khâu so sánh .

Bấy giờ hiệu điện thế đầu vào của khâu so sánh là:

U_d= u_cm – u_s

Mỗi khi u_cm=u_s thì khâu so sánh lật trạng thái, ta nhận được “sườn xuống” của điện áp đầu ra của khâu so sánh. “Sườn xuống” này thông qua đa hài một trạng thấi ổn định tạo ra một xung điều khiển.

Như vậy, bằng cách làm biến đổi u_cm người ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra, tức là điều chỉnh được góc mở α của tiristor.

Giữa α và u_cm có quan hệ:

Trang 32

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

₌ _π ucm Usm

Người ta lấy U_cmmax=U_sm

Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos”: Theo nguyên tắc này người ta dùng hai điện áp :

– Điện áp đồng bộ (u_s),vượt trước u_AK=U_m.sinωt của tiristor một góc là ^π :

₂

Điện áp điều khiển (u_cm) – điện áp một chiều có thể điều chỉnh được biên độ (theo hai chiều dương và âm)

Nếu đặt u_s vào cổng đảo và u_cm vào cổng không đảo của khâu so sánh thì khi u_s=u_cm ta sẽ nhận được một xung rất mảnh ở đầu ra của khâu so sánh khi khâu này lật trạng thái:

	Ucm
л	2л	ωt

_α

^u^s u_AK

U_m.cosα = u_cm .

Do đó :	u
	α = arccos	cm	.

	Um

Khi u_cm = U_m thì α = 0.

Khi u_cm = 0 thì α = ^π₂ .

Khi u_cm = – U_m thì α = π .

Trang 33

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Như vậy, khi điều chỉnh u_cm từ trị u_cm = +U_m đến trị u_cm = -U _m, ta có thể điều chỉnh được góc mở α từ 0 đến π .

Nguyên tắc điều khiển này được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lượng cao.

Dựa vào nguyên tắc điều khiển và yêu cầu của công nghệ ta thiết lập được sơ đồ khối của bộ điều khiển:

^Ung

ĐF U_tựa SS DX KĐK

Uđk

^Uph

B Đ K

U_d

Trong đó:

U_ng: Điện áp nguồn

U_đk: Điện áp điều khiển

Có nhiệm vụ tạo điện áp trùng pha với điện áp thứ cấp biến áp mạch lực. Khâu này có chức năng xác định điểm gốc để tính góc điều khiển α. Vì vậy nó có góc pha liên hệ chặt chẽ với điện áp mạch lực. Thông thường khâu đồng pha còn làm nhiệm vụ cách ly giữa mạch lực điện áp cao với mạch điều khiển điện áp thấp.

Tạo điện áp có dạng cố định ( tam giác, răng cưa, cosin ) có chu kỳ làm việc theo nhịp của điện áp đồng pha.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Nhận tín hiệu điện áp tựa(U_tựa)và điện áp điều khiển(U_đk)và tiến hành so sánh giữa điện áp tựa U_tựa và điện áp điều khiển U_đk, tìm thời điểm hai điện áp này bằng nhau ( U_đk = U_tựa) để phát xung điều khiển tức là xác định góc mở α.

Nhằm tạo ra các xung có dạng phù hợp để mở chắc chắn van chỉnh lưu. Ở mọi chế độ làm việc các xung này được khởi động nhờ mạch so sánh, thường được sử dụng xung chùm.

Tiến hành khếch đại xung từ mạch dạng xung đưa lên sao cho có công suất ( U, I ) đủ để mở chắc chắn tiristor. Khâu này cũng thường làm nhiệm vụ cách ly giữa mạch điều khiển và mạch lực.

Trong trường hợp mạch lực chạy ở điện áp thấp thì chúng ta có thể bỏ cách ly.

Khâu này có nhiệm vụ nhận các tín hiệu từ công nghệ đưa tới và các tín hiệu phản hồi lấy từ tải về để xử lý theo những qui luật điều khiển nhất định để quyết định đưa ra U_đk tác động đến góc điều khiển khống chế nguồn năng lượng ra tải cho phù hợp nhất.

Trong đồ án này để đáp ứng những yêu cầu điều khiển, ta sử dụng “lý thuyết điều khiển theo độ lệch” để ổn định dòng điện và địên áp trong từng giai đoạn nạp của quá trình nạp acqui tự động. Để ổn định dòng điện ta phải phản hồi âm dòng điện; Để ổn định điện áp ta phải phản hồi âm điện áp.

Trong quá trình nạp acqui tự động sự ổn dòng và ổn áp được thực hiện theo sơ đồ sau:

I_n – U_ph – U_đk– α – U_d – I_n.

U_n – U_ph – U_đk – α – U_d – U_n.

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

a) Sơ đồ và nguyên lý :

u₂‘	D1	R1
u₂‘		+
		+
Uv		–	OA1 Udp
GND		R2
	D2
	VR1	R3 ^+E

GND

Điện áp đồng pha được so sánh với điện áp trên biến trở VR1. Tại thời

điểm U_A=U_VR1 thì đổi dấu của điện áp ra khuếch đại thuật toán.

Điện áp tại cửa âm:

u ⁻ =		E	* R₂
	R₃	+ VR1

Điện áp ra cửa dương bằng u_A .

Điện áp ra bằng:

U_ra=K₀*(u⁺-u^–)=K₀*(u_A-u^–)

Khi u_A> u^– thì điện áp ra U_ra=U_bh

Khi u_A< u^– thì điện áp ra U_ra=-U_bh

Kết quả ta có chuỗi xung chữ nhật không đối xứng.

^Uref

U_A

θ

U_B

θ

^θ2 θ1

Trang 36

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

b)Tính toán :

Điện áp sau khi từ đầu ra của biến áp đồng pha qua điôt Đ₁,Đ₂ được dạng điện áp một chiều nửa hình sin . chọn điện áp xoay chiều đồng pha U_A=9(V)

Điện trở R₂,R₁ được dùng để hạn chế dòng vào KTT. Thường chọn R₂,R₁

sao cho dòng vào KTT nhỏ hơn 1(mA) do đó: R₂>	U _A	=		9	= 9000(Ω)
	I _v		10⁻³

Chọn R₂=R₁=10(K Ω )

Chọn góc duy trì và khoá năng lượng là 5^o thì điện áp đặt vào cửa dương của bộ so sánh là:

U_d= 2 Usin5^o= 2 *12*sin5^o=1.48(V)

Ta có :		E	^R2	= 1.48
		VR + R₃

Do đó ta có: VR+R₁=90(K Ω )

Chọn R₁=10(K Ω ) , VR=100(K Ω )

Chọn Khuếch đại thuật toán là loại TL084 có:

Nguồn cung cấp V_cc= ± 12V

Nhiệt độ làm việc : t=-25 ÷ 85⁰C

Công suất tiêu thụ: P=680 mW

Tổng trở đầu vào : R_in=10⁶ M Ω

Dòng điện ra : I_ra=30pA

Trang 37

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Sơ đồ và nguyên lý :

DZ

D3 R4

VR2 R5

C1

₊ Urc

^– OA2

Điện áp của bộ phát xung chữ nhật được đưa vào cửa đảo của khâu tạo điện áp răng cưa.

Khi U_dp<0 (U_dp=-U_bh) khi đó Đ₃ dẫn tụ C₁ nạp điện ,điện áp trên tụ C₁ bằng điện áp đầu ra OA2.

Điện áp trên tụ C₁ được nạp tăng tuyến tính. Khi điện áp này đạt trị số ngưỡng của điôt ổn áp DZ₁ thì nó thông và giữ điện áp ra ở trị số này.

nửa chu kỳ sau khi U_db>0 thì Đ₃ khoá nên dòng qua Đ₃ bằng 0 lúc này dòng qua tụ C₁ bằng dòng qua điện trở R₄ , dòng này ngược chiều với dòng qua tụ C₁

nửa trước nghĩa là tụ C₁ phóng điện do đó điện áp trên tụ C₁ cũng như điện áp ra giảm tuyến tính. Khi điện áp giảm đến không rồi âm thì đĩôt DZ₁ dẫn theo chế độ như điôt bình thường giữ cho điện áp ở giá trị 0.

b) Tính toán :

Khi U_dp<0 (U_dp=-U_bh) thì Đ₃ dẫn tụ C được nạp điện .Điện áp trên tụ C bằng điện áp đầu ra của OPAM. Thông thường thiết kế với R₄<<R₅ do đó i_R4>>i_R5, để đơn giản có thể bỏ qua i_R5 do đó i_R4=i_C

U_ra= U_C =U_C(0)+	1	∫i_c dt =	I_C	.t = −	^Ubh	t	(vì U_C(0)=0)
	C		C		R₄C

Điôt ổn áp có nhiệm vụ không cho điện áp trên tụ C nạp quá U_dz .

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Chọn loại điôt ổn áp là KC162A có điện áp ổn áp là : U_OA=6.2(V), dòng tối đa I =22(mA)

Với tần số công nghiệp f=50Hz thì mỗi nửa chu kỳ T=10(ms), ta phải chọn R₄ và C sao cho thời gian nạp điện âm tại đầu ra từ 0 ÷ 6.2(V) trong 0.5(ms)

Ta có : U_C = ^I_C^C t suy ra

I _C	=	U _C		=	6.2	= 12400
C			t		0.5 *10⁻³

Vậy I_C=12400*C

Chọn C=0.22( μ F) ta có :I_C=0.22*10^-6*12400=2.728*10^-3(A)

hay I_C=2.728(mA)

R₅=	^U bh		=	6.2	= 2272.72(Ω)
		^I C		2.728 *10⁻³

Chọn R₅=3(K Ω )

Khi U_dp>0 (U_dp=+U_bh) thì Đ₃ khoá , tụ C phóng điện

Dòng phóng điện : I_p= ^E

R₄ + VR

Điện áp trên tụ C giảm dần theo thời gian:

u_c(t)=U_C(0)+	1	∫i_c dt = U _OA −	^I R 4	t = U _OA −	E	t
	C		C		( R₄ + VR)C

gọi t_p là thời gian phóng của tụ điện . Ta chọn t_p=9(ms)

Chọn R₄ , VR sao cho tụ phóng về 0 V trong 9 (ms)

Trang 39

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

ta có : 0 = U_OA–

E

t _p

( R₄ + VR)C

t _p =

( R

4

+ VR)CU

OA

=

(R

4

+ VR)0.22 *10⁻⁶

* 6.2

= 9 *10

−3

E

12

suy ra

R₄+VR=88000( Ω ) hay R₄+VR=88(K Ω )

Chọn R₄=10(K Ω ) ,

VR=100 (K Ω ).

Sơ đồ và nguyên lý:

Đây là khâu dùng để xác định thời điểm mở tiristor. Ta so sánh điện áp tựa và điện áp điều khiển điểm cân bằng của hai điện áp này là thời điểm mở tiristor. Để so sánh hai tín hiệu tương tự người ta có thể dùng KTT hoặc dùng transistor nhưng trong thực tế người ta thường dùng KTT do các ưu điểm sau :

Tổng trở vào của Opam rất lớn nên không gây ảnh hưởng đến điện áp đưa vào so sánh , nó có thể tách biệt hoàn toàn chúng để không gây tác động sang nhau .

Tầng vào của Opam thường là loại khuyếch đại vi sai , mặt khác có nhiều tầng nên hệ số khuyếch đại rất lớn. Vì thế độ chính xác so sánh rất cao , độ trễ không quá vài micro giây.

Sườn xung dốc đứng nếu so với tần số 50 Hz. Thực tế khi độ chênh lệch

giữa U_rcvà U_dk chỉ khoảng vài milivôn thì điện áp ở đầu ra của nó đã thay đổi hoàn toàn từ trạng thái bão hoà âm sang trạng thái bão hoà dương và ngược lại.

Với những ưu điểm đó ta dùng KTT để so sánh, ta dùng khâu so sánh kiểu hai cửa, sơ đồ như hình vẽ:

R6

Urc

Udk

R7

–

+

OA3 Uss

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Khi U_dk>U_rc thì điện áp ra của khâu so sánh là U_ra=+U_bh

Khi U_dk<U_rc thì điện áp ra của khâu so sánh là U_ra=-U_bh

Kết quả ta có xung dạng chữ nhật như hình dưới.

b) Tính toán :

R₆,R₇ có giá trị lớn để dòng vào OPAM là rất nhỏ.

Chọn KTT là loại TL084. Nếu nguồn nuôi có V_cc= ± 12(V) thì điện áp vào

OPAM xấp xỉ 12(V). Dòng vào được hạn chế để I_lv<1 (mA) do đó ta chọn :

R₆=R₇=R và thoả mãn điều kiện I_lv<1(mA) suy ra R₆=R₇=R>

U _v	=		12	= 12000	( Ω )
I _v		10⁻³

Chọn R₆=R₇=15(K Ω )

a) Sơ đồ và nguyên lý :

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Khâu dạng xung :

Đây là khâu nhằm tạo ra dạng xung phù hợp để thỏa mãn yêu cầu hoạt động của mạch lực .

Ta sử dụng tạo xung đơn bằng mạch vi phân RC .

Khi U_ss = -U_bh : tụ C được nạp bằng nguồn âm theo đường : 0→R→C→U_ss

.

Khi U_ss = +U_bh : sẽ xuất hiện xung điện áp trên R có giá trị bằng điện áp có sẵn trên tụ cộng với điện áp đầu ra của So sánh. Do đó tổng sẽ là 2U_bh. Sau đó tụ

bắt đầu quá trình nạp đảo để cuối cùng lại đến trị số U_bh nhưng ngược dấu ban

đầu .

Điện áp trên tụ :

− ^t

u_c (t) = U _bh .(1 − 2.e ^τ ) _,với _τ ₌ _R_.C

Điện ấp đầu ra mạch vi phân chính là điện áp trên điện trở R:

u = u_ss − u_c = U _bh − U _bh .(1 − 2.e	−	t	) = 2.U _bh .e	−	t
	τ			τ

suy ra dòng điện có quy luật :

i(t) =	2.U _bh	..e⁻	t
			τ

	R

Như vậy điện áp suy giảm theo hàm mũ với hằng số thời gian τ ,do đó sau thời gian khoảng 3 τ thì có thể cho rằng điện áp ra về không.Vậy độ rộng xung đơn tạo ra theo phương pháp này là : t_x=3 τ

Trang 42

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Khâu khuếch đại xung :

Đây là khâu khuếch đại công suất xung từ khâu dạng xung đưa đến để mở chắc van , cách ly mạch lực và mạch điều khiển . Ta sử dụng KĐX dùng biến áp xung.

Khâu tách xung :

Sau khâu tạo dạng xung ta nhận được 2 xung điều khiển do đó trong một chu kì điện áp xoay chiều mỗi van sẽ nhận được 2 xung điều khiển ở cả hai nửa chu kì. Việc phát xung điều khiển cho van khi điện áp trên van âm là có thể được ,song không mong muốn. Ta sẽ sử dụng Khâu tách xung để xác định được ở chu kì dương (âm) sẽ phát xung cho Thyristor nào.Lúc đó van lực nhận xung điều khiển chỉ ở giai đoạn điện áp trên nó là dương.

Điện áp U’₂ được lấy từ khâu đồng pha: khi U’₂ > 0 qua KTT cho điện áp ra dương và chân cổng AND với logic 1 , kết hợp với U_dx được đưa vào chân kia của cổng AND sẽ cho xung chỉ có khi điện áp trên thyristor dương .Sau đó chân ra cổng AND đưa vào khâu Khuếch đại xung.

Tính toán :

Khâu khuếch đại xung :

Thyristor có : I_G = 0,15 A và U_G = 4V.

Máy biến áp xung có tỉ số các cuộn dây là k=2. Điện áp và dòng điện cuộn

sơ cấp : U₁ = U_G . k = 8V

I₁ = I_c = I_G/k = 0,075 A

Chọn E = 12 V

Trang 43

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Cả hai van T₁ và T₂ đều chọn theo điều kiện điện áp như nhau là chiụ được trị số nguồn E_cs.

Về dòng điện , bóng T₂ chọn theo dòng điện qua cuộn sơ cấp của biến áp xung:

I_T2=I₁=0,075 A

Vậy chọn bóng T₂ loại BD135 Có tham số U_CE=45V; I_Cmax=1,5A; β_min=40 Dòng qua colector của T₁ chính là dòng qua bazơ T₂

I_T1=1,5/40=0,0375A

Chọn T₁ loại BC107 có U_CE=45V; I_Cmax=0,1A;β_min=110

_R₁₁ _≤ ^β1^β2 ^.ECS ₌^40.110.12 _≈ _29,3k_Ω

s.I₁_max 1,2.1,5

chọn R₁₁=30 kΩ

Sau khi đã chọn được các phần tử của mạch khuếch đại xung có thể tính toán các phần tử của mạch tạo xung với số liệu cần thiết như sau :

Độ rộng xung t_x=2.t_m=2.45=90 μs

Khâu dạng xung :

Dòng qua tụ : i(t) =	2.U _bh	..e⁻	t
			τ

	R

Dòng xung nhọn với giá trị đỉnh : I_max = 2U_bh/R

Chọn giá trị đỉnh không quá 8 mA .Điện áp bão hòa : U_bh = E-1,5 = 10,5 V

Vậy ta có : R₁₀ > 2U/I_max =2,6k ; ta chọn R₁₀ = 3k.

Chọn tạo xung kim với t_x = 90.10^-6 s nên R₁₀.C =t_x/3 = 30.10^-6 s Suy ra ta chọn C = 10nF

Khâu tách xung:

Chọn KTT là loại TL084, cổng AND là loại IC 4081 có 4 cổng AND trong một vỏ và có các thông số:

Nguồn nuôi: V_cc=3 ÷15(V) .Chọn V_cc=12(V)

Nhiệt độ làm việc :-40 ÷ 80 ^oC

Trang 44

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Điện áp ứng với mức logic cao :2 ÷ 4.5(V) ,dòng 1 (mA)

Công suất tiêu thụ :P=2.5 (nW\1cổng)

Biến áp xung thường phải làm việc với tần số cao nên lõi thép cho tần số lưới điện 50Hz không đáp ứng được ,

Chọn vật liệu làm lõi là sắt Ferit HM. Lõi có dạng hình xuyến, làm việc

trên một phần của đặc tính từ hoá có: B = 0,3 (T), H = 30 ( A/m ) không có khe hở không khí.

* Tính thể tích lõi thép cần có :

₌ _Q_.l ₌ ^μtb ^.^μ0 ^.tx ^.sx ^.U.I2 _B2

Trong đó: μ _tb – độ từ thẩm trung bình

tb= _μ₀ _.^B_H

_o = 1,25 . 10^-6 (H/m);

Q – tiết diện lõi sắt;

l – chiều dài trung bình đường sức từ;

t_x– độ rộng một xung ,(s)

s_x-độ sụt áp xung cho phép , thường lấy bằng 0,1÷0,2 với t_x= 90 μs

Tỷ số biến áp xung : thường m = 2÷3, chọn m= 2

Điện áp cuộn thứ cấp máy biến áp xung: U₂ = U_dk =5V

Điện áp đặt lên cuộn sơ cấp máy biến áp xung:

U₁ = m. U₂ = 2.4 = 8 (V)

Dòng điện thứ cấp biến áp xung: I₂ = I_dk =0,15 (A)

Dòng điện sơ cấp biến áp xung:

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

I₁ = I₂ /m =0,15/2=0,075(A)

+ Độ từ thẩm trung bình tương đối của lõi sắt:

μ_tb = B/μ₀ . H =		0,3	= 8.10³ (H/m)
	1,25.10⁻⁶.30

trong đó :

μ₀=1,25.10^-6 (H/ m) là độ từ thẩm của không khí

Thể tích của lõi thép của lõi thép cần có:

V= Q.l = (μ_tb . μ₀ . t_x . s_x . U_l . I_l )/ B²

_{Thay số} _V= ^8.10³^.1,25.10⁻⁶^.90.10⁻⁶^.0,1.8.0,075₌ _0,6.10−6 _m3 ₌ _0,6cm3 0,32

Chọn lõi hình trụ kí hiệu 1811 có V=1,12 cm ³ , đường kính ngoàI 18mm , đường kính trong 11 mm, tiết diện lõi tương ứng 0,443 cm ² ,với thể tích đó ta có kích thước mạch từ như sau:

a = 3,5 mm

Q = 0,443 cm² = 44,3 mm²

d = 11 mm

D = 18 mm

+ Số vòng quấn dây sơ cấp biến áp xung:

Trang 46

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

	8.90.10⁻⁶
w₁ = U₁ t_x / B.Q =		= 54 ( vòng )
	0,3.0,443.10⁻⁴

+ Số vòng dây thứ cấp :

w₂ = w₁ / m = 54/2 = 27 (vòng )

Chọn mật độ dòng điện : j₁ =6 ( A/mm² ) , j₂ = 4 (A/mm²)

+ Tiết diện dây quấn thứ cấp:

s₁ = I₁ /J₁ = 0,075 /6 = 0,0125 (mm² ).

+ Đường kính dây quấn sơ cấp :

d₁ =	4s₁	= 0,13 (mm)
	π

+ Tiết diện dây quấn thứ cấp:

s₂ = I₂ / J₂ = 0,15/4 = 0,0375 (mm² ).

+ Đường kính dây quấn thứ cấp:

d₂ =	4s₂	= 0,22(mm).
	π

Mạch điều khiển ở trên đòi hỏi nguồn cung cấp là điện áp một chiều , trị số ổn áp và độ ổn định tuỳ thuộc vào từng khâu trong mạch .Cần thiết kế các loại nguồn sau :

Nguồn không đòi hỏi độ ổn định cao sử dụng mạch chỉnh lưu chỉ lọc bằng tụ điện và không cần ổn áp cung cấp cho khâu đồng pha , khâu khuếch đại công suất .

Nguồn một chiều ổn áp dùng IC ổn áp cấp nguồn cho các vi mạch như khuếch đại thuật toán , IC logic .

a) Nguồn nuôi ổn áp dùng IC ổn áp 7812 ,IC7912:

Hầu hết các thiết bị đều dùng nguồn một chiều. Nguồn một chiều này được tạo ra bằng cách bíên đổi điện áp lưới 220V xoay chiều sau đó ổn định điện áp một chiều này và cung cấp cho các thiết bị điện tử .

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Nguồn ổn áp là nguồn luôn ổn định điện áp ra khi thay đổi điện áp vào hoặc thay đổi tải .

Sơ đồ khối của bộ nguồn một chiều ổn áp:

U	Hạ áp	U	Chỉ nh	U	Mạch	U_V	Mạch ổn	^Ur
	cách ly		lưu		lọc		định điện

Các phần tử thực hiện khối chức năng:

Khối hạ áp và cách ly dùng máy biến áp thực hiện.

Khối chỉnh lưu dùng điôt ( hoặc cầu chỉnh lưu ) thực hiện.

Mạch lọc dùng tụ điện ( tụ hoá ) có điện dung lớn thực hiện .

Mạch ổn định điện áp dùng IC chuyên dụng để thực hiện. IC ổn áp chuyên dụng có giá thành rẻ và tham số tốt nên phần lớn nguồn ổn áp dùng cho mạch điều khiển dùng IC ổn áp chế tạo sẵn, trong đó IC ổn áp 78xx là thông dụng nhất hiện nay. IC này được chế tạo công nghiệp với các cấp điện áp ra chuẩn và được thể hiện bằng hai số xx. Dòng tải cho phép IC này là 1A( khi có tản nhiệt tốt).

Sơ đồ ổn áp dùng IC ổn áp

Tính chọn các phần tử trên sơ đồ:

UA 7812 có Điện áp đầu vào : 7 ÷35V Trang 48

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Dòng điện đầu ra :0 ÷1A

Điện áp ra E=12V

UA 7912 có Điện áp đầu vào : 7 ÷35V

Dòng điện đầu ra : 0 ÷1A

Điện áp ra E=-12V

Chọn tụ lọc phẳng C₃=C₅=1000μF, C₃’=C₅’=100 μF Chọn tụ lọc nhiễu C₄=C₆=0,1μF .

Chọn các cầu chỉnh lưu có I=1A; U=50V(không có tản nhiệt)

Tính chọn máy biến áp cấp cho nguồn nuôi ổn áp và các linh kiện điện tử trong mạch điều khiển:

Chọn máy biến áp một pha có một cuộn sơ cấp và nhiều cuộn thứ cấp

Hai cuộn chung 0V-6V-12V tạo điện áp đồng pha .

Hai cuộn thứ cấp riêng dùng cho nguồn nuôi ổn áp .

Hai chỉnh lưu cầu một pha để tạo điện áp nguồn nuôi đối xứng cho IC . Điện áp đầu vào của IC ổn áp chọn 20V. Điện áp thứ cấp các cuộn dây này là 20/ 2 =14,18V

Chọn điện áp của hai cuộn thứ cấp này là 14V

Một cuộn thứ cấp tạo nguồn nuôi cho biến áp xung ,cấp xung điều khiển cho các tiristor(+12V). Mỗi khi phát xung điều khiển công suất xung đáng kể , nên cần chế tạo cuộn dây này riêng rẽ với cuộn dây cấp nguồn IC , để tránh gây sụt áp nguồn nuôi IC

Điện áp pha thứ cấp cuộn dây nguồn nuôi biến áp xung là 12/ 2 =8,485V chọn 9V

Tính toán máy biến áp:

Trang 49

Sba = 1,2. 35,2

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Điện áp lưới: U₁ =220V.

Công suất cuộn dây đồng pha:

Điện áp lấy ra ở mỗi cuộn đồng pha là 9V

Dòng điện chạy qua các cuộn dây đồng pha là 1A công suất P_đp=2.9.1=18 (W)

Công suất tiêu thụ ở 8 IC TL084 và 2 cổng AND là P_IC=8.0,68 +2.2,5.10^-9=5,44 (W)

Công suất biến áp xung cung cấp cho cực điều khiển Tiristor P_T= 2.U_dk.I_dk=2.4.0,15=1,2(W)

Công suất sử dụng cho việc tạo nguồn nuôi

P_N=P_dp + P_IC + P_T =18+5,44 +1,2 = 24,64(W)

– Hệ số công suất máy biến áp η = 0,7, ta có công suất máy biến áp là:

S_ba = P_N/ η.

S_ba = 24,64/ 0,7 = 35,2 (VA).

Chọn máy biến áp một pha một trụ có lõi sắt làm bằng tôn silic dập hình chữ E,I dày 0,35 mm ghép lại. Khi đó tiết diện lõi sắt được tính bởi:

S = 1,2. = 7,12 (cm²), ta chọn S = 8(cm²).

– Hệ số dây quấn:

N₀ = (40 ÷ 60)/ S = (40 ÷ 60)/8 = (5 ÷ 7,5) (vòng/ vol)

Ta chọn N₀ = 6 ( vòng / vol).

Số vòng dây quấn sơ cấp:

W₁ = 6.220 = 1320 (vòng )

Số vòng dây quấn thứ cấp:

W₂ = N₀.U₂

2 cuộn cho nguồn : W_mn = 6.14 = 84(vòng)

2 cuộn uv,rs : W_uv = W_rs = 4.10 = 40 (vòng).

Cuộn 0V – 9V – 18V: W_a = W_a’ = 6.9 = 54 (vòng)

Trang 50

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

– Dòng điện trong cuộn dây sơ cấp máy biến áp:

I₁=S_ba/U₁=35,2/220=0,16(A)

– Tiết diện dây:

Ta chọn mật độ dòng điện J =3 A/ mm², ta sẽ có tiết diện cuộn dây:

Sơ cấp: S₁ = I₁/ J = 0,16/ 3 = 0.053 (mm²) .

– Đường kính dây quấn sơ cấp:

_d₁ ₌ ^4s1 ₌ ^4.0,053 ₌ _0,26 _(mm).

π 3,14

Đường kính các cuộn thứ cấp ta chọn bằng 0,26 mm .

Sơ đồ nguyên lý:

A Tr.t

^m n u v r s a _GND a’

a) Sơ đồ nguyên lý:

Trang 51

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

b) Nguyên tắc hoạt động:

Các tín hiệu phản hồi dòng U_phI và áp U_phU được lấy từ mạch lực rồi đưa về các khâu phản hồi tạo ra U_đk để điều khiển góc mở α nhằm ổn định các giá trị dòng hoặc áp đã đặt trước theo nguyên tắc:

IBU_phIBU_đkBαBU_clBI

IBU_phIBU_đkBαBU_clBI.

U_nBU_phUBU_đkBαBU_clBU_n

U_nBU_phUBU_đkBαBU_clBU_n.

c) Tính chọn các phần tử trên sơ đồ:

Các bộ khuếch đại thuật toán ta sử dụng IC LM348. Sơ đồ nối các chân như hình vẽ.

Khâu phản hồi dòng điện:

Theo như trình bày ở trên, dòng điện phản hồi được lấy trên R_sun , ta chọn R_sun loại 50A/60mV.

Điện áp rơi trên R_sun ứng với giá trị dòng I_d = 60A là :

U_phI = 60. ⁶⁰ = 72 mV = 0.072 V.

₅₀

Trang 52

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Ta cho tín hiệu này so sánh với điện áp trên triết áp VR6, nó được sử dụng để điều chỉnh dòng nạp.

R_15’=32K ,VR6=1K, R₁₅=1K.

Tín hiệu ra bộ so sánh U₁ chỉ có 3 trạng thái là (+U_bh, 0, -U_bh) Ta cho tín hiệu này qua điôt D11,D12 và R16,C8 như hình vẽ.

Chọn D11 và D12 có điện áp thuận 1,5V, khi đó để dòng qua được Điôt này cần phải có điện áp tối thiểu đặt lên Điôt là 1,5V.

Khi U₁=U_bh thì C8 được nạp,điện áp tăng dần. Khi U₁=U_-bh thì C8 được nạp , điện áp giảm dần

Khi U₁=0 thì tụ C8 không được nạp nhưng chúng cũng không bị phóng vì có D11 và D12 cản.(ta thiết kế điện áp lớn nhất trên C8 là 1V nên không thể dẫn qua điôt được dù là phân cực thuận)

Ta có :

		.(1- e⁻	t
U	=U	.(1- e⁻	^R16^C8	) + U
C8	bh			C8(0)

U_bh=10V, giả sử ban đầu U_C8(0)=0V

₁ ₋ _e⁻ ^R16^tC8 ₌ ₁₀¹ _{= 0,1}

⇒	t		= 0,105
	R C
16		8

Để tốc độ đáp ứng một cách hợp lý thì ta chọn thời gian t=10s R16.C8= _0,¹⁰₁₀₅ ≈ 100

Chọn C₈=1000 μ F ⇒ R₁₆=100K

Tiếp theo là bộ khuếch đại đảo:

U₂=-( ^U_R₁₉^C⁸ + ^U_R^VR₁₈² ).R17

Ta nhận thấy với mạch lực như trên vì tải là nguồn E nên để van mở chắc lúc cắm tải vào (I=0) thì U_dk=-10V

U_dk=U₂=-U_VR2. ^R_R¹⁷₁₈ =-10V

Trang 53

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Chỉnh U_VR2=1V, R17=20K ; R18=2K

R19 = R18 =2K;

Điều chỉnh chiết áp VR6 ta sẽ điều chỉnh được dòng vào tải.

Khâu phản hồi điện áp:

Ta lấy U_phU ở hai đầu ra của mạch chỉnh lưu

Vì mạch điện ta thiết kế dùng để nạp cho ắc quy từ 24 đến 50V nên trước khi phản hồi tới mạch điều khiển ta cần giảm áp .

Ta lấy ở VR3 điện áp để đưa vào mạch ổn áp.

Ta chọn R12=90K;

Để có thể thay đổi được điện áp nạp ta chỉnh triết áp VR3

Với chiết áp này ta có thể thay đổi điện áp vào bộ khuếch đại đảo ,để thay đổi được rộng ta chọn hệ số khuyếch đại của bộ khuếch đại đảo là 2.

Chọn R20 = R21 = R22 = 10K; R23 = 20K

VR3 chọn loại 10K

-> U_dk=-2U_phU

Thay đổi vị trí của chiết áp ta thay đổi điện áp nạp.

– Khâu chuyển mạch:

Ban đầu acqui được mắc vào mạch nạp thì dòng nạp tăng và điện áp acqui tăng dần lên, tức là dòng phản hồi và áp phản hồi tăng dần lên. Lúc này do áp phản hồi nhỏ hơn U_VR1 nên đầu ra của thấp, do đó chuyển mạch CM₂ ngắt các đường phản hồi áp ra khỏi mạch. Đồng thời do có cổng NO nên chuyển mạch CM₁ đóng đường phản hồi dòng với mạch để thực hiện quá trình ổn định dòng. Khi áp phản hồi U_phU bằng U_VR1 thì U₃ đảo dấu do đó CM₂ đóng còn CM₁ ngắt nên mạch thực hiện quá trình ổn áp.

Chọn: VR₁ =100K.

Ta gắn VR1 và VR3 cùng 1 trục điều chỉnh, khi đó ta chỉ cần vặn 1 núm điều chỉnh điện áp nạp thì trục này cũng chỉnh luôn giá trị điện áp chuyển mạch tương ứng với điện áp nạp.

Trang 54

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Trang 55

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu

Điện tử công suất

Điên tử công suất

Hướng dẫn thiết kế mạch điện

Tính toán thiết kế thiết bị điện

Phân tích và giải mạch điện tử

Kĩ thuật mạch điên tử Các tài liệu về ăc quy .

Tác giả

Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải Trần Trọng Minh

Nguyễn Bính

tử công suất Phạm Quốc Hải tử công suất Trần Văn Thịnh

công suất Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi

Phạm Minh Hà

Hà Nội , ngày , tháng , năm

Sinh viên thực hiện

Đỗ Khoa Tuấn

Trang 56

Đồ án ĐTCS Thiết kế bộ nạp ăc quy tự động

Mục lục

Chương I : Giới thiệu chung về ăc quy	3 – 14
Chương II : Phương án chỉnh lưu	15 – 21
Chương III : Thiết kế và tính toán mạch lực	22 – 28
Chương IV : Mạch điều khiển	29 – 53

Trang 57

[sociallocker id=”19555″] Tải Xuống Tại Đây [/sociallocker]

July 15, 2019

trong đó: K_nv =

⇒ U_{n max} = 6 .

= 230,38 (v)