MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU . 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU . PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU . CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA ĐỘNG CƠ. ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU . Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song . Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp. Đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp . KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU . ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU . Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp nguồn nạp . Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi địên trở mạch Rôto . Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông . 9 CHƢƠNG 2 TÍNH CHỌN MẠCH LỰC .1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘ BĂM XUNG MỘT CHIỀU . Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp ra: .2 CÁC MẠCH ĐỘNG LỰC .1 Băm áp một chiều nối tiếp .2 Băm áp một chiều song song . Băm áp nối tiếp và song song phối hợp . SƠ ĐỒ BỘ BĂM XUNG ÁP MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU CẢ DÒNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP .1 Các biểu thức tính toán: . GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI VAN DỰNG TRONG MẠCH BĂM XUNG .1 Trasistor công suất: . Transistor Mos công suất: . GTO - gate turn off thyristor: . Thiết kế mạch động lực . TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN . THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MỘT CHIỀU. Nguyên lí điều khiển. Sơ đồ khối mạch điều khiển. Khâu so sánh. Khâu khuếch đại. 47 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và công nghệ bán dẫn điện, ngày nay điện tử công suất giữ một vai trò quan trọng trong kỹ thuật điện. Môn học điện tử công suất đã trở thành một trong những môn học bắt buộc đối với sinh viên các nghành kỹ thuật điện, tự động hóa. Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy điện một chiều đƣợc dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nhƣ cán thép, trong hầm mỏ, giao thông vận tải, cơ cấu nâng hạ…. Nhƣợc điểm chủ yếu của máy điện một chiều là có cổ góp làm cho cấu tạo phức tạp, đắt tiền và kém tin cậy, nguy hiểm trong môi trƣờng dễ nổ. Khi sử dụng động cơ điện một chiều cần phải có nguồn điện một chiều kèm theo (bộ chỉnh lƣu hay máy phát điện một chiều). Nhƣng do có những ƣu điểm vƣợt trội nên máy điện một chiều vẫn có tầm quan trọng trong sản xuất. Trong quyển đồ án này chúng ta đề cập đến lĩnh vực thiết kế băm xung cho động cơ điện một chiều kích từ độc lập với ba chƣơng: Chƣơng 1 : Tổng quan về động cơ điện một chiều Chƣơng 2 : Tính chọn mạch động lực Chƣơng 3: Tính chọn mạch điều khiển Đây là một đề tài có nội dung hết sức phong phú và đa dạng, tuy nhiên trong quá trình tìm hiểu và nghiên cứu không thể tránh khỏi những sai sót rất mong các thầy, cô và các bạn đóng góp ý kiến để quyển đồ án này hoàn thiệt hơn. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Máy điện một chiều là loại máy điện biến cơ năng thành năng lƣợng điện một chiều ( máy phát ) hoặc biến điện năng dòng một chiều thành cơ năng (động cơ một chiều). Ở máy điện một chiều từ trƣờng là từ trƣờng không đổi. Để tạo ra từ trƣờng không đổi ngƣời ta dùng nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện đƣợc cung cấp dòng điện một chiều. Có hai loại máy điện 1 chiều : loại có cổ góp, loại không có cổ góp. Máy điện một chiều cho phép điều chỉnh tốc độ trong khoảng rộng và mô men mở máy lớn vì vậy nó đƣợc sử dụng rộng rãi làm động cơ kéo ,khi cần điều chỉnh chính xác tốc độ động cơ trong khoảng rộng, máy điện một chiều còn đƣợc sử dụng rộng rãi làm nguồn nạp ắc quy, hàn điện, nguồn cung cấp điện… 1. PHÂN LOẠI ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Động cơ điện một chiều phân loại theo kích từ thành những loại sau: -Kích từ độc lập. -Kích từ song song. -Kích từ nối tiếp. -Kích từ hỗn hợp. CẤU TẠO VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU Động cơ điện một chiều có cấu trúc gồm 3 bộ phận chính là phần cảm phần ứng cổ góp và chổi than. Phần cảm là bộ phận tạo ra từ trƣờng đặt ở Stato,thông thƣờng phần cảm là một nam châm điện gồm có cực từ N-S và cuộn dây kích từ. Phần ứng có lõi thép đặt ở Rôto,có phay rãnh để đặt dây quấnphần ứng. Mỗi cuộn dây đƣợc nối tới hai lá góp của cổ góp điện. 2 Trong chế độ máy phát ,cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và nối Rôto với động cơ sơ cấp khác để quay Rôto ( máy lai động cơ ). Khi Rôto quay trong từ trƣờng phần cảm,trong cuộn dây sẽ xuất hiện thế điện động, đƣợc cổ góp và chổi than nắn thành sđđ một chiều. Trong chế độ động cơ, cần cấp điện một chiều cho cuộn kích từ và cuộn dây phần ứng .Dòng điện chảy trong phần ứng sẽ tác dụng với từ trƣờng gây bởi phần cảm tạo thành mô men quay Rôto. Sơ đồ cấu tạo động cơ địên một chiều 1. PHƢƠNG TRÌNH CÂN BẰNG SĐĐ CỦA ĐỘNG CƠ Khi đƣa một máy điện một chiều đã kích từ vào lƣới điện thì cuộn phần ứng sẽ chạy một dòng điện, dòng điện này sẽ tác động với từ trƣờng sinh ra lực, chiều của nó đƣợc xác định bằng quy tắc bàn tay trái và tạo ra mô men điện từ làm cho rotor quay với tốc độ ,trong cuộn dây xuất hiện sđđ cảm ứng: Eƣ =ke Khi n và dòng Iƣ thay đổi ta có: Uƣ +(-eƣ)+(-La )=iƣRƣ ở chế độ ổn định ( n=const, Iƣ=const), ta có: Uƣ =Eƣ+IƣRƣ Trong đó : Eƣ: sức điện động phần ứng Rƣ: điện trở phần ứng Iƣ: dòng điện phần ứng 3 Dòng điện Iƣ đƣợc tính theo công thức sau: Iƣ = =k Trong đó: P- số đôi cực từ chính N- số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng a- số đôi mạch nhánh điện áp của cuộn dây phần ứng - từ thông kích từ của một cực. Sức điện động : Eƣ =ke n , = = , ke =0. ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 1. Đặc tính cơ của động cơ kích từ độc lập và song song U Ru ckt Rf Hình 2. Động cơ điện một chiều kích từ song song Đặc tính cơ là mối quan hệ hàm giữa tốc độ và mô men điện từ =f(M) , khi Ikt=const . Dòng kích từ đƣợc xác định bằng: Ikt = , =ktikt Phƣơng trình đặc tính cơ điện : = Trong đó 0 =Uƣ /k là tốc độ không tải. Đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp. Đó là mối quan hệ n=f(M) với U=Uđm , Rđc=const. Sơ đồ động cơ kích từ nối tiếp đƣợc biểu diễn : Uu CKT Rf E Hình 3.Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp Từ công thức: Uƣ =Eƣ +RƣIƣ ta có: Uu Ru = = M k k Trong máy này Ikt =Iƣ Khi 0<Iƣ<Iđm-> máy chƣa bão hoà Trong trƣờng hợp nàyta có =kIƣ . Vậy M=CmkIƣIƣ=C’mI2ƣ Cm Uu C m Rt R dc Do đó : Iƣ = Khi đó = k M .k Nhƣ vậy trong phạm vi dòng tải nhỏ hoặc nhỏ hơn dòng định mức đặc tính có dạng hypecbol . Khi Iƣ>Iđm ,máy bão hoà Động cơ không trùng với đƣờng hypebol nữa. Sự thay đổi tốc độ bình thƣờng đối vơí động cơ nối tiếp xác định theo biểu thức: = ’ - đm / đm 100% 5 Trong đó : ’-tốc độ quay của động cơ khi tảI thay đổi từ định mức tới 25%. Qua phân tích trên đây ta thấy đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp không có tốc độ không tải. Khi tải giảm quá mức, tốc độ động cơ tăng đột ngột vì vậy không đƣợc để động cơ mắc nối tiếp làm việc không tảI, trong thực tế không đƣợc cho động cơ nối tiếp chạy bằng dây cu-roa. Đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp Uu Rf1 ckt1 E Rf2 ckt2 Hình 4. Đặc tính cơ động cơ kích từ hỗn hợp Trên hình vẽ ta biểu diễn động cơ kích từ hỗn hợp và đặc tính cơ của nó . Động cơ gồm 2 cuộn kích từ : cuộn nối tiếp và cuộn song song. Đặc tính cơ này giống nhƣ đặc tính cơ của động cơ kích từ nối tiếp hoặc song song phụ thuộc vào cuộn kích từ nào giữ vai trò quyết định . Các dây quấn kích từ có thể nối thuận hoặc nối ngƣợc làm giảm từ thông .Đặc tính cơ của động cơ kích từ hỗn hợp khi nối thuận (đƣờng 1)sẽ là đƣờng trung bình giữa các đặc tính cơ của động cơ kích từ song song (2) và nối tiếp(3). Các động cơ làm việc nặng nề ,dây quấn kích từ nối tiếp là dây quấn kích từ chính còn dây quấn kích từ song song là dây quấn kích từ phụ và đƣợc nối thuận . Dây quán kích từ song song đảm bảo tốc độ động cơ không tăng quá lớn khi mômen nhỏ .Động cơ kích từ hỗn hợp có dây quấn kích từ nối tiếp là kích từ phụ và nối ngƣợc có đặc tính cơ rất cứng (4) nghĩa là tốc độ quay của 6 động cơ hầu nhƣ không thay đổi .Ngƣợc lại khi nối thuận sẽ làm cho động cơ có đặc tính mềm hơn,momen mở máy lớn hơn, thích hợp với máy ép, máy bơm, máy nghiền, máy cán 1. KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU Khởi động động cơ là quá trình đƣa động cơ từ trạng thái nghỉ ( n=0 ) tới tốc độ làm việc. Chúng ta có các phƣơng pháp khởi động sau : a. Khởi động trực tiếp Vì Rtnhỏ nên Ikđ có giá trị rất lớn(20 25)Iđm . Sự tăng dòng đột ngột làm xuất hiện tia lửa ở cổ góp, xuất hiện xung cơ học và làm sụt điện áp lƣới. Phƣơng pháp này hầu nhƣ không đƣợc sử dụng . Khởi động điện trở khởi động Rkd R a) b) Hình 5. Động cơ điện một chiều kích từ song song a) Sơ đồ b) Đặc tính cơ Ngƣời ta đƣa vào Rôto một điện trở có khả năng điều chỉnh và gọi là điện trở khởi động. Dòng khởi bây giờ có giá trị: Ikđ = . Điện trở khởi động đƣợc ngắt dần ra theo sự tăng của tốc độ . Nấc khởi động thứ nhất phải chọn sao cho dòng phần ứng không lớn quá và mômen khởi động không nhỏ quá. Khi có cùng dòng phần ứng thì động cơ kích từ nối tiếp có mômen khởi động lớn hơn của động cơ kích từ độc lập 7 1.
Hướng Dẫn Chi Tiết Cách Viết Khoá Luận Tốt Nghiệp Về Động Cơ Một Chiều
Tài liệu nghiên cứu Khoá luận tốt nghiệp động cơ một chiều, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu về ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn
Phí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Chuyên ngành: Điện tử công suất
Đề tài: Hướng Dẫn Viết Khoá Luận Tốt Nghiệp Về Động Cơ Một Chiều Chi Tiết
Loại tài liệu: khoá luận tốt nghiệp
Bài viết "Hướng Dẫn Viết Khoá Luận Tốt Nghiệp Về Động Cơ Một Chiều Chi Tiết" cung cấp một cái nhìn toàn diện và chi tiết về cách tiếp cận, cấu trúc, và phương pháp nghiên cứu khi viết khoá luận liên quan đến động cơ một chiều. Bài viết không chỉ hướng dẫn từng bước cụ thể mà còn chia sẻ các mẹo để tối ưu hóa nội dung, đảm bảo tính khoa học và thực tiễn. Độc giả sẽ được trang bị kiến thức vững chắc để hoàn thành khoá luận một cách hiệu quả, đồng thời hiểu sâu hơn về ứng dụng của động cơ một chiều trong thực tế.
Nếu bạn quan tâm đến các chủ đề liên quan, hãy khám phá thêm về Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện điều khiển tối ưu hiệu suất của động cơ đồng bộ từ trở được cấp nguồn bằng năng lượng mặt trời để hiểu rõ hơn về các phương pháp tối ưu hóa hiệu suất động cơ. Bên cạnh đó, bài viết Luận văn thạc sĩ thiết bị mạng và nhà máy điện điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha bằng phương pháp trượt hệ tọa độ a b sẽ mang đến góc nhìn sâu sắc về các kỹ thuật điều khiển động cơ hiện đại. Cuối cùng, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện phân tích quá độ trong hệ thống điện sử dụng phần mềm mô phỏng atpemtp lý thuyết và thực tế sẽ giúp bạn nắm bắt các phương pháp phân tích hệ thống điện một cách chuyên sâu.
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ