Home
Luận văn - báo cáo
Kỹ thuật
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH PHẢN HỒI MÔ PHỎNG MẠCH NGHỊCH LƯU BẰNG PESIM
THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠCH PHẢN HỒI MÔ PHỎNG MẠCH NGHỊCH LƯU BẰNG PESIM
Đồ án: Thiết kế bộ nghịch lưu PWM 5KW
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW
Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
1
Lêi më ®Çu
NhiÖm vô cña mét sinh viªn tr−íc khi ra tr−êng lμ ph¶i thùc hiÖn vμ b¶o
vÖ thμnh c«ng ®å ¸n tèt nghiÖp cña m×nh. §©y lμ b−íc cuèi cïng ®Ó mét ng−êi
sinh viªn trë thμnh mét kü s−, kÕt thóc mét chÆng ®−êng häc tËp vμ rÌn luyÖn
d−íi m¸i tr−êng ®¹i häc.
Giê ®©y, tr¶i qua n¨m n¨m tu d−ìng vμ trau ®åi kiÕn thøc d−íi m¸i
Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi, em ®· nhËn ®−îc nhiÖm vô ®Ò tμi tèt nghiÖp
cña m×nh.
Néi dung cña ®Ò tμi:” ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung - PWM
c«ng suÊt 5 kW”. Trong ®Ò tμi bao gåm hai phÇn; ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u vμ m«
pháng bé nghÞch l−u b»ng phÇn mÒm PESIM. D−íi sù h−íng dÉn tËn t×nh cña
thÇy gi¸o NguyÔn ThÕ C«ng vμ c¸c thÇy c« trong bé m«n, em ®· hoμn thμnh
®−îc phÇn thiÕt kÕ bé nghÞch l−u. D−íi sù gióp ®ì cña thÇy gi¸o TrÇn Quèc
Th¾ng, em ®· hoμn thμnh ®−îc phÇn m« pháng b»ng phÇn mÒm PESIM. Do thêi
gian vμ tr×nh ®é cßn h¹n chÕ nªn ®Ò tμi cña em ch¾c cßn nhiÒu thiÕu sãt. RÊt
mong c¸c thÇy c« chØ b¶o trong buæi b¶o vÖ ®Ó em rót ra ®−îc nh÷ng kinh
nghiÖm cho c«ng viÖc sau nμy.
Qua ®©y, em xin ch©n thμnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« gi¸o B¸ch Khoa ®· d×u
d¾t em trong n¨m n¨m häc võa qua. Em xin tr©n thμnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« trong
bé m«n ThiÕt bÞ ®iÖn - §iÖn tö, khoa §iÖn, §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi, ®· trùc
tiÕp d¹y dç vμ trang bÞ cho em nh÷ng kiÕn thøc kü n¨ng chuyªn nghμnh bæ Ých.
Em v« cïng biÕt ¬n thÇy gi¸o NguyÔn ThÕ C«ng lμ ng−êi ®· trùc tiÕp vμ tËn t×nh
h−íng dÉn em hoμn thμnh ®å ¸n tèt nghiÖp nμy. Em xin göi lêi c¶m ¬n ®Õn thÇy
gi¸o TrÇn Quèc Th¾ng, ng−êi ®· tËn t×nh gióp ®ì ®Ó em cã ®iÒu kiÖn hoμn thμnh
phÇn m« pháng cña m×nh trªn phÇn mÒm PESIM.
SÏ trë thμnh mét c¸n bé kü thuËt, em lu«n tù nhñ ph¶i kh«ng ngõng häc
tËp trau dåi kiÕn thøc vμ kü n¨ng, ¸p dông s¸ng t¹o nh÷ng hiÓu biÕt cña m×nh ®·
häc vμo nh÷ng c«ng viÖc thùc tÕ, ®Ó xøng ®¸ng víi danh hiÖu kü s− tèt nghiÖp tõ
Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi.
Hμ Néi, th¸ng 5 n¨m 2006
Sinh viªn thùc hiÖn:
Hoμng Ngäc Tu©n
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW
Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
2
môc lôc
ch−¬ng 1: tæng quan vÒ c¸c bé nghÞch l−u...................................................5
1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u............................................................................
5
2. Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña bé nghÞch l−u...........................................................
6
2.1. Bé nghÞch l−u trùc tiÕp .................................................................................6
2.1.1. Nguyªn lý lμm viÖc cña bé nghÞch l−u trùc tiÕp....................................7
2.1.2. Sù lμm viÖc cña nhãm bÞ kho¸...............................................................8
2.1.3 Sù lμm viÖc cã dßng ®iÖn vßng.............................................................10
2.1.4. LuËt ®iÒu khiÓn nghÞch l−u trùc tiÕp....................................................13
2.2.Bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp ...............................................................................13
2.2.1.Nguyªn lý ho¹t ®éng cña bé nghÞch l−u gi¸n tiÕp................................14
2.2.2. Bé nghÞch l−u nguån dßng ®iÖn - chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn..................15
2.2.2.1.Bé nghÞch l−u mét pha ...................................................................15
2.2.2.2. Bé nghÞch l−u ba pha.....................................................................16
2.2.3. Bé nghÞch l−u nguån ®iÖn ¸p chØnh l−u cã ®iÒu khiÓn .......................19
2.2.3.1. Bé nghÞchl−u mét pha ...................................................................19
a.S¬ ®å nghÞch l−u mét pha cã ®iÓm gi÷a...............................................19
b. M¹ch nghÞch l−u nöa cÇu....................................................................22
c.M¹ch nghÞch l−u cÇu............................................................................22
2.2.3.2. Bé nghÞch l−u ba pha.....................................................................24
2.2.3. Bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung -chØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn
28
ch−¬ng II: bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung ......................................
29
1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u ®iÒu biÕn ®é réng xung ...................................
29
2. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña PWM .......................................................................
30
3. §Þnh l−îng PWM .............................................................................................
33
3.1. Sin ho¸ PWM .............................................................................................34
3.2. T−¬ng quan tÇn sè ......................................................................................36
3.3. Ph−¬ng thøc lo¹i trõ sãng hμi.....................................................................37
3.4. Ph−¬ng thøc d¹ng sãng dßng ®iÖn nhá nhÊt ..............................................40
3.4. §iÒu khiÓn thÝch nghi dßng ®iÖn PWM .....................................................43
Ch−¬ng 3: ThiÕt kÕ m¹ch ®éng lùc..................................................................45
1.§Ò xuÊt ph−¬ng ¸n.............................................................................................
45
1.1. Ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u PWM ®¬n cùc.....................................................45
1.2. Ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u PWM l−ìng cùc .................................................47
1.3 So s¸nh hai ph−¬ng ph¸p nghÞch l−u...........................................................48
1.3.1.Ph−¬ng ph¸p PWM d¬n cùc .................................................................48
1.3.2. Ph−¬ng ph¸p PWM l−ìng cùc .............................................................48
1.3.3. Chän ph−¬ng ¸n nghÞch l−u .................................................................49
1.4. Chän thiÕt bÞ b¸n dÉn ®ãng c¾t vμ d¹ng m¹ch ®éng lùc ............................49
1.4.1. Chän thiÕt bÞ b¸n dÉn ®ãng c¾t............................................................49
1.4.2. S¬ ®å m¹ch ®éng lùc............................................................................52
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW
Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
3
2. TÝnh to¸n th«ng sè m¹ch ®éng lùc ...................................................................
55
2.1. Chän hÖ sè ®iÒu biÕn tÇn sè .......................................................................55
2.2. Chän hÖ sè ®iÒu biÕn biªn ®é.....................................................................56
2.3. Ph©n tÝch ®iÖn ¸p ®Çu ra khi m
a
< 1 ...........................................................57
2.4. TÝnh to¸n chän van ®ãng c¾t ......................................................................59
2.4.1. TÝnh to¸n ®iÖn ¸p chÞu ®ùng yªu cÇu cña IGBT ..................................59
2.4.2. Lo¹i trõ sãng hμi bËc cao.....................................................................60
2.4.3. ThiÕt kÕ bé läc ®Çu ra cña bé nghÞch l−u ............................................62
2.4.3.1. ThiÕt kÕ bé läc cho chÕ ®é cùc ®¹i cña tÇn sè...............................62
2.4.3.2. ThiÕt kÕ bé läc cho chÕ ®é tÇn sè cùc tiÓu ....................................64
2.4.4. TÝnh to¸n dßng ®iÖn cÇn thiÕt ®Ó chän IGBT.......................................65
2.4.5. TÝnh to¸n dßng ®iÖn cung cÊp cho m¹ch nghÞch l−u...........................70
2.5. ThiÕt kÕ cuén kh¸ng läc sau m¹ch nghÞch l−u...........................................72
2.6. Chän diode chØnh l−u vμ tô läc nguån .......................................................77
2.6.1. Chän diode chØnh l−u...........................................................................77
2.6.2. Chän tô läc nguån................................................................................78
2.7. ThiÕt kÕ m¸y biÕn ¸p cÊp nguån cho chØnh l−u .........................................81
2.7.1. TÝnh s¬ bé kÝch th−íc m¹ch tõ ............................................................82
2.7.2. TÝnh to¸n d©y quÊn ..............................................................................82
2.7.3. KÕt cÊu d©y quÊn s¬ cÊp ......................................................................83
2.7.4. KÕt cÊu cuén d©y thø cÊp.....................................................................85
2.7.5. TÝnh to¸n kÝch th−íc m¹ch tõ ..............................................................85
2.7.6. TÝnh khèi l−îng s¾t vμ ®ång ................................................................88
2.7.7. TÝnh c¸c th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p .....................................................89
Ch−¬ng 4: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi
M« pháng m¹ch nghÞch l−u b»ng pesim ................................... 91
A. Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm pesim....................................................................
91
B. thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi.........................................
95
4.1. Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ m¹ch ®iÒu khiÓn vμ m¹ch ph¶n håi.....................95
4.1.1. M¹ch ®Æt tÇn sè....................................................................................96
4.1.2. M¹ch ®Æt dßng ®iÖn .............................................................................99
4.2. S¬ ®å cÊu tróc m¹ch ®iÒu chØnh dßng ®iÖn vμ ®Æt tÇn sè .........................102
C. kÕt qu¶ m« pháng b»ng pesim ................................................................
106
4.4. X¸c ®Þnh d¶i tÇn ho¹t ®éng cña läc..........................................................106
4.4.1. Thμnh phÇn sãng hμi ë d¶i tÇn 500 Hz ..............................................107
4.4.2. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 400Hz.................................................110
4.4.3. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 300 Hz................................................111
4.4.4. Thμnh phÇn sãng hμi ë tÇn sè 200 Hz................................................114
4.4.5. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 100 Hz.............................................117
4.4.6. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 50 Hz...............................................121
4.4.7. Thμnh phÇn sãng hμi khi tÇn sè 10 Hz...............................................123
D. chän vμ hiÖu chØnh m¹ch ph¶n håi dßng ®iÖn ...................................
125
4.5. §Ò xuÊt m¹ch ph¶n håi dßng ®iÖn ...........................................................125
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW
Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
4
4.6. KÕt qu¶ m« pháng m¹ch kÝn ....................................................................128
4.6.1. Kh¶o s¸t æn ®Þnh dßng khi tÇn sè thay ®æi. .......................................128
4.6.2. Khi t¶i bé nghÞch l−u thay ®æi...........................................................132
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ bé nghÞch l−u PWM 5kW
Hoμng Ngäc Tu©n líp TB§1 - K46 §¹i häc B¸ch khoa Hμ Néi
5
ch−¬ng 1
tæng quan vÒ c¸c bé nghÞch l−u
1. Sù cÇn thiÕt cña bé nghÞch l−u
§iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn lμ mét trong nh÷ng nhiÖm vô quan träng trong
thiÕt kÕ truyÒn ®éng ®iÖn. §éng c¬ ®iÖn ®−îc thiÕt kÕ lu«n lu«n cã mét tÇn sè vμ
®iÖn ¸p ®Þnh møc. ë tÇn sè vμ ®iÖn ¸p ®Þnh møc, ®éng c¬ vËn hμnh víi hiÖu suÊt
thiÕt kÕ vμ tæn hao trong ®éng c¬ lμ nhá nhÊt, ®em l¹i gi¸ trÞ kinh tÕ lín nhÊt.
Khi vËn hμnh ë c¸c trÞ sè ®Þnh møc th× kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é cña ®éng c¬
lμ rÊt thÊp v× khi ®ã ®éng c¬ kh«ng cho phÐp thay ®æi qu¸ nhiÒu do kh¶ n¨ng
ph¸t nãng cña m¸y. Trong truyÒn ®éng ®iÖn th× yªu cÇu ®iÒu chØnh tèc ®é
th−êng xuyªn ®−îc ®Æt ra vμ ngμy cμng yªu cÇu ®é chÝnh x¸c trong ®iÒu khiÓn.
Khi muèn ®iÒu chØnh tèc ®é ngoμi ®Þnh møc th× mét sè th«ng sè cña ®éng c¬
ph¶i thay ®æi ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu khiÖn vËn hμnh l©u dμi. Ph−¬ng ph¸p ®−îc øng
dông ®Çu tiªn lμ ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ vμ cè ®Þnh tÇn sè cña dßng
®iÖn b»ng ®iÖn ¸p l−íi. Ph−¬ng ph¸p nμy tá ra hiÖu qu¶ víi nh÷ng ®éng c¬ c«ng
suÊt lín vμ kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é kh«ng cao, khi ®ã ®iÖn ¸p ®éng c¬ thay
®æi kh«ng qu¸ lín so víi ®Þnh møc. Mét sè ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng ®Ó thay
®æi ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ ®−îc ¸p dông trong ®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬:
+ §Æt ®iÖn ¸p h×nh sin trÞ sè thÊp h¬n ®Þnh møc vμo ®éng c¬: PhÇn ®iÖn ¸p
chªnh lÖch gi÷a ®iÖn ¸p l−íi vμ ®iÖn ¸p ®Æt vμo ®éng c¬ ®−îc ®Æt lªn mét thiÕt bÞ
tiªu t¸n, th«ng th−êng lμ cuén kh¸ng.
¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ ®iÖn ¸p ®Æt lªn ®éng c¬ h×nh sin do vËy kh«ng
tån t¹i sãng hμi trong ®éng c¬, kh«ng g©y ra tiÕng ån. Nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng
ph¸p nμy lμ g©y ra tæn hao trong cuén kh¸ng, khi yªu cÇu tèc ®é cμng thÊp h¬n
so víi ®Þnh møc th× tæn hao nμy cμng lín.
+ §Æt mét ®iÖn ¸p kh«ng sin thÊp h¬n ®Þnh møc lªn ®éng c¬: Ph−¬ng
ph¸p nμy gäi lμ ®iÒu ¸p xoay chiÒu. Qu¸ tr×nh thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt lªn ®éng c¬
®−îc thùc hiÖn b»ng cÊp mét ®iÖn ¸p kh«ng liªn tôc cho ®éng c¬ vμ khi ®ã ®iÖn
¸p hiÖu dông cña ®éng c¬ thay ®æi. Khi ®iÖn ¸p hiÖu dông cña ®éng c¬ thay ®æi
th× tèc ®é cña ®éng c¬ thay ®æi theo, khi ®ã ta ®iÒu khiÓn ®−îc tèc ®é ®éng c¬.
¦u ®iÓm chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ kh«ng g©y tæn hao trªn thiÕt bÞ
dïng ®Ó tiªu t¸n phÇn ®iÖn ¸p chªnh lÖch gi÷a ®iÖn ¸p l−íi vμ ®iÖn ¸p ®Æt lªn
®éng c¬. Nh−îc ®iÓm chÝnh cña ph−¬ng ph¸p nμy lμ t¨ng tæn hao trong ®éng c¬.
có thể bạn quan tâm
Khái quát về tủ sấy bằng điện trở, thiết kế mạch động lực, thiết kế mạ...
94
1.167
323
Kỹ thuật
94
(New)
Thiết kế mạch điều khiển nhiệt độ cho tủ sấy bằng điện trở
94
1.451
832
Kỹ thuật
94
(New)
Luận án: Các phương pháp mở, khoá Thyristor và một số mạch điều khiển...
59
2.621
532
Kỹ thuật
59
(New)
Thiết kế thi công mạch điều khiển thiết bị từ xa thông qua mạng điện t...
99
949
300
Kỹ thuật
99
(New)
GIỚI THIỆU VÀ TÍNH TOÁN BỘ BIẾN ĐỔI VÀ XÂY DỰNG VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU...
72
1.142
1.514
Kỹ thuật
72
(New)
PHÂN TÍCH CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
43
726
310
Kỹ thuật
43
(New)
Giới thiệu các cổng Logic cơ bản, mạch logic tổng hợp, vi mạch số lập...
60
1.178
416
Kinh tế quản lý
60
(New)
Sinh học 11 mạch gỗ và mạch rây của cây
3
32.767
839
Giáo án, bài giảng lớp 11
3
(New)
thông tin tài liệu
Điều khiển động cơ điện là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong thiết kế truyền động điện. Động cơ điện được thiết kế luôn luôn có một tần số và điện áp định mức
Mở rộng để xem thêm
tài liệu mới trong mục này
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ VẠN NĂNG
NGHIÊN CỨU BỘ CHẤN LƯU 3 CHỨC NĂNG CHO ĐÈN NEON
tài liệu hot trong mục này
Tiểu luận quản trị học: Khái niệm quản trị, chức năng quản trị, giới thiệu về MICROSOFT, TOYOTA VÀ VINAMILK và phân tích chức năng quản trị hệ thống
HỆ THỐNG ĐIỆN TRÊN TÀU THỦY, TRẠM PHÁT TÀU 700 TEU VÀ BẢNG ĐIỆN CHÍNH TÀU 700 TEU.
SƠ LƯỢC QUA VỀ TRUYỀN HÌNH ĐEN TRẮNG VÀ KHUẾCH ĐẠI HÌNH VÀ ĐÈN HÌNH (VIDEO AMP - CRT)
GIỚI THIỆU VÀ THIẾT KẾ VỀ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ ROTO DÂY QUẤN
Giới thiệu tổng quan về tổng đài SPC, tổng đài NEAX61-E và nghiên cứu Modul giao tiếp trung kế số DTIM
tài liệu giúp tôi
Nếu bạn không tìm thấy tài liệu mình cần có thể gửi yêu cầu ở đây để chúng tôi tìm giúp bạn!
xem nhiều trong tuần
Giáo trình Quản trị học của Đại học kinh tế quốc dân
4 đề thi học sinh giỏi Toán lớp 2, có đáp án kèm theo
Mẫu slide thuyết trình về Golf
Bài tập ôn tập cuối tuần lớp 3: Tuần 21
Bài tập ôn tập cuối tuần lớp 2: Tuần 21
BÀI GIẢNG: KINH TẾ DU LỊCH
yêu cầu tài liệu
Giúp bạn tìm tài liệu chưa có
×
