nghiên cứu, thiếc kế hệ truyền động một chiều tiristor – động cơ cho hệ thống dịch cực lò quang l

3MC, 4MC : là máycắt dùng để đổi nối cuộn sơ cấp thành  hay Y, và nối với các điện cực của lò qua mạch ngắn MN không có mối hàn .K : cuộn kháng dùng hạn chế dòng điện khi ngắn mạch làm

LỜI NÓI ĐẦU 

Trong Thời đại Ngày nay truyền động điện đang ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực của đời sống nhờ những ưu thế của nó như kết cấu gọn nhẹ, độ bền và độ tin cậy cao Không gây ảnh hưởng xấu đến môi trường (như : ô nhiễm, nhiễu, gây ồn) Bên cạnh đó truyền động điện còn có một ưu thế nổi bậc, đặc biệt đối với truyền động điện một chiều là khả năng điều khiển dễ dàng Chính vì vậy mà truyền động điện một chiều cómột vai trò quan trọng trong các dạng truyền động hiện nay đang dùng Nhất là trong lĩnh vực đòi hỏi khả năng điều khiển cao như trong các máy sản xuất.

Tuy nhiên truyền động điện một chiều đòi hỏi phải có nguồn điện một chiều với các cấp điện áp khác nhau, vì vậy việc tạo ra những bộ nguồn một chiều thích hợp đã và đang là những vấn đề đặt ra Trong một số trường hợp người ta dùng các nguồn điện hóa như pin, ăc qui … nhược điểm của loại nguồn này là giá thành khá cao mà nguồn công suất lại hạn chế Trong một số trường hợp khác, người ta dùng nguồn máy phát một chiều có khả năng cho công suất lớn nhưng giá thành cũng khá cao và kết cấu lại cồng kềnh

Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành kỹ thuật bán dẫn các bộ nguồn một chiều dùng chỉnh lưu bán dẫn ngày càng chiếm ưu thế nhờ có kết cấu gọn nhẹ, hiệu suất và độ tin cậy cao, giá thành hạ không có tiếng ồn … cũng chính loại nguồn này mà truyền động điện một chiều ngày càng trở nên tiện lợi và ứng dụng rộng rãi hơn.

Xuất phát từ những vấn đề mà thực tiễn đặt ra trên bảng đồ án này sẽ nghiên cứu, thiếc kế hệ truyền động một chiều tiristor – động cơ cho hệ thống dịch cực lò quang luyện thiết với công suất của động cơ một chiều kích từ độc lập là :

P = 2,7 kw – 1500 vòng/phút

Nội dung của bảng đồ án gồm 5 chương

Chương 1 : tổng quan về công nghệ lò hồ quang, yêu cầu của truyền động dịch cực lò hồ quang luyện thiếc.

Chương 2 : Tổng quan về các phương pháp điều tốc động cơ một chiều Chương 3 : Tổng quan về các sơ đồ chỉnh lưu thyristor.

Chương 4 : Tính chọn sơ đồ động lực.

Chương 5 : Thiết kế mạch điều khiển hệ kín và hở.

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÒ HỒ QUANG, YÊU CẦU CỦA TRUYỀN ĐỘNG DỊCH CỰC LÒ HỒ QUANG

LUYỆN THIẾC.

1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ LÒ HỒ QUANG

Lò hồ quang là lò lợi dụng nhiệt của ngọn lửa hồ quang giữa các điện cực hoặc giữa điện cực và kim loại để nấu chảy kim loại Lò điện hồ quang dùng để nấu thiếc hợp kim chất lượng cao.

Theo dòng điện sử dụng, hồ quang được chia thành :

- Lò hồ quang một chiều

- Lò hồ quang xoay chiều

Theo cách cháy của ngọn lửa hồ quang được chia thành hai loại : lò nung nóng gián tiếp và trực tiếp :

+ Lò nung nóng gián tiếp : Nhiệt của ngọn lửa xảy ra giữa hai điện cực (graphit, than) được dùng để nấu chảy kim loại.

+ Lò nung nóng trực tiếp : nhiệt của ngọn lửa hồ quang xảy ra giữa điện cực và kim loại dùng để nấu chảy kim loại.

3 4

lò nung gián tiếp lò nung trực tiếp

1 điện cực, 2 ngọn lửa hồ quang, 3 kim loại, 4 vỏ lò nung

1.Theo đặc điểm chất liệu vào lò, lò hồ quang được phân thành lò chất liệu (liệu rắn, kim loại vụn) bên xườn bằng phương pháp thủ công hay máy móc (máy chất liệu, máy trục có máng) qua cửa lò, lò chất liệu trên đỉnh lò xuống nhờ gầu chất liệu Loại lò này có cơ cấu nâng vùng nóc.

* về kết cấu, một lò hồ quang bất kỳ có các bộ phận chính :

1 Nồi lòcó lớp vỏ cách nhiệt và có cữa lò và miệng rót.

2 vòm nóc lò có vỏ cách nhiệt.

3 Cơ cấu giữ và dịch chuyển điện cực, truyền động bằng điện hay thủy lực.

`4 Cơ cấu nghiêng lo,ø truyền động bằng điện hay thủy lực.

5 Lò dẫn điện từ máy biến áp lò tới lò.

Ngoài ra, đối với lò hồ quang nạp liệu từ trên cao, còn có cơ cấu nâng, quay vòm lò, cơ cấu rót kim loại cũng như gầu nạp liệu.

Trong các lò hồquang có nồi lò sâu, kim loại lỏng ở trạng thái tĩnh có chênh lệch nhiệt độ theo độ cao (khoảng 100 0 C/m) trong điều kiện đó, để tăng cường phản ứng của kim loại (với xỉ) và để đảm bảo khả năng nóng kim loại trước khi rót, cần phải khuấy trộn kim loại lỏng Ơû các lò dung lượng nhỏ (dưới 6 tấn) thì việc khuấy trộn thực hiện bằng tay qua cơ cấu cơ khí với lò dung lượng trung bình (12  50 tấn) và đặc biệt lớn (100 tấn và hơn) thì thực hiện bằng thiết bị khuấy trộn để không những giảm lao động vất vả của thợ nấu mà còn nâng cao chất lượng của kim loại nấu.

Thiết bị khuấy trộn kim loại lỏng thường là thiết bị điện từ có nguyên lý làm việc tương tự động cơ không đồng bộ rôto ngắn mạch Từ trường chạy tạo ra ở lò có đáy phi kim loại nhờ hai cuộn dây (stato) dòng xoay chiều tần số 0,51 hz lệch pha nhau góc 90 0 điện Do từ trường này mà kim loại có lực điện từ dọc trục lò Khi đổi nối dòng trong các cuộn dây, có thể thay đổi hướng chuyển động của kim loại trong nồi theo hướng ngược lại.

* các thông số quan trọng của lò hồ quang là :

+Dung lượng định mức của lò: số tấm kimloại lỏng trong một mẻ nấu

+Công suất định mức của biến áp lò : Aûnh hưởng quyết định tới thời gian nấu luyện nghĩa là tới năng suất lò.

-Theo mức độ công suất tác dụng của máy biến áp, nấu chảy một tấm kim loại lỏng lò hồ quang còn chia ra : lò có công suất bình thường, cao và siêu cao Lò hồ quang công suất cao và siêu cao còn có hệ thống làm mát

* Chu trình làm việc của lò hồ quang gồm 3 giai đoạn với các đặc điểm công nghệ sau :

*Giai đoạn 1 : giai đoạn nung nóng liệu và nấu chảy kim loại Trong giai đoạn này, lò cần công suất nhiệt lớn nhất, điện năng tiêu thụ chiếm khoảng 6080% năng lượng toàn mẻ nấu Và thời gian của nó chiếm khoảng 5060 % toànbộ thời gian một chu trình.

Để đảm bảo công suất nấu chảy, ngọn lửa hồ quang phải cháy ổn định Khi cháy, điện cực bị ăn mòn dần, khoảng cách giữa điện cực và kim loại tăng lên Để duyhồ quang, điện cực phải điều chỉnh gần vào kim loại Lúc đó, dễ xảy ra hiện tượng điện cực chạm vào kimloại – gọi là quá điều chỉnh – và gây ra ngắn mạch làm việc Ngắn mạch làm việc tuy xảy ra trong thời gian ngắn nhưng lại hay xảy ra nên các thiết bị điện trong mạch động lực thường phải làm việc ở điều kiện nặng nề Đây là đặc điểm nổi bậc cần lưu ý khi tính toán và chọn thiết bị cho lò hồ quang.

Ngắn mạch làm việc cũng có thể gây ra do sụt lở các thành của hố bao quanh đầu điện cực tạo ra ở trong liệu Rồi sự nóng chảy của các mẫu liệu cũng có thể phá hỏng ngọn lửa hồ quang do tăng chiều dài ngọn lửa Lúc đó phải tiến hành mồi lại bằng cách hạ điện cực xuống cho chạm kim loại rồi nâng lên, tạo hồ quang

Trong giai đoạn này, số lần ngắn mạch làm việc có thể tới 100 lần hoặc hơn Mỗi lần xảy ra ngắn mạch làm việc, công suất hữu ích giảm mạnh và có khi bằng không với tổn hao cực đại Thời gian cho phép của một lần ngắn mạch làm việc là 23s.

Tóm lại, giai đoạn nấu chảy là giai đoạn hồ quang cháy kém ổn định nhất, công suất nhiệt của lò hồ quang dao động mạnh và ngọn lửa hồ quang rất ngắn, thường từ vài mm đến 1015 mm, do vậy, trong giai đoạn này, điện áp cấp và công suất ra của biến áp lò là lớn nhất.

*Giai đoạn 2 : giai đoạn Oxi hóa và hoàn nguyên Đây là giai đoạn khử cacbon của kim loại đến một giới hạn nhất định tùy theo yêu cầu

công nghệ, khử P và S, khử khí trong gang rồi tinh luyện Sự cháy hoàn toàn của cacbon gây sôi mạnh kim loại Ơû giai đoạn này, công suất nhiệt yêu cầu về cơ bản là để bù lại các tổn hao nhiệt và nó bằng khoảng 60% công suất nhiệt của giai đoạn 1 hồ quang cũng cần duy trì ổn định.

Trước khi thiết ra lò phải qua giai đoạn hoàn nguyên là giai đoạn khử Oxi, khử sunFua và hợp kim hóa kim loại Công suất yêu cầu lúc này chỉ cỡ 30% so với giai đoạn 1 chếđộ năng lượng tương đối ổn định và chiều dài ngọn lửa hồ quang khoảng vài chục mm.

*Giai đoạn 3 : Giai đoạn phụ, đây là giai đoạn lấy sản phẩm đã nấu luyện, tu sửa, làm vệ sinh và chất liệu vào lò

Đồ thị công suất hữu công tiêu thụ ở lò hồ quang 100tấn.

1.2 SƠ ĐỒ ĐIỆN (THIẾT BỊ CHÍNH MẠCH LỰC) LÒ HỒ QUANG

Điện cấp cho lò là hồ quang lấy từ trạm biến áp lò Điện áp vàp là 6; 10; 35 hay 110 KV là tùy theo công suất lò.

Sơ đồ có các thiết bị chính sau :

0

10

2 1

Nấu chả

4 3

Tinh luyệ n

t(h)

Sơ đồ điện lò hồ quang

CL : cầu dao cách ly dùng phân cách mạch động lực của lò với lưới khi cần thiết, như lúc sửa chữa

1MC : máy cắt dùng để bảo vệ lò hồ quang khỏi ngắn mạch sự cố, và dùng đóng mạch lực dưới tải.

2MC : mở ra để cuộn kháng K tham gia vào mạch, hạn chế dòng ngắn mạch.

3 6 - 10 kVCL

1MC

1TI2MC

A

A

V V

V

W KWh

MN2TI

TU

ĐKBV

3MC, 4MC : là máycắt dùng để đổi nối cuộn sơ cấp thành  hay Y, và nối với các điện cực của lò qua mạch ngắn (MN) không có mối hàn

K : cuộn kháng dùng hạn chế dòng điện khi ngắn mạch làm việc và ổn định sự cháy hồ quang.

BAL : biến áp lò dùng để hạ áp và điều chỉnh điện áp.

TI : biến dòng điện

TU : biến điện áp

ĐKBV : điều khiển bảo vệ

MN : mạch ngắn

Ở giai đoạn hoàn nguyên, công suất lò yêu cầu ít hơn thì 2MC lại mở ra để đưa vào cuộn kháng K vào mạch, làm giảm công suất cấp cho lò Với những lò hồ quang công suất lớn hơn nhiều thì không có cuộn kháng K việc ổn định hồ quang và hạn chế dòng ngắn mạch làm việc

do các phần tử cảm kháng của sơ đồ lòđảm nhiệm

Biến áp lò BAL dùng để hạ áp và điều chỉnh điện áp Việc đổi nối cuộn sơ cấp thành hình tam giác hay sao thực thiện nhờ các máy cắc 3MCvà4MC Cuộn thứ cấp củabiến áp lò nối với các điện cực của lò qua một mạch ngắn (MN) không phân nhánh, không có mối hàn Phía sơ cấp BAL có đặc rơle dòng điện cực đại để tác động lên cuộn ngắt máy cắt 1MC Rơle này có duy trỳ thời gian Thời gian duy trỳ này giảm khi bội số quá tái dòng tăng Nhờ vậy ,1MC ngắt mạch lực của lò HQ chỉ khi có ngắn mạch sự cố và ngắn mạch làm việc kéo dài mà không sử lý được Với ngắn mạch làm việc trong một thờigian tương đối ngắn ,1MC không cắt mạch mà chi có tín hiệu đèn và chuông Phía sơ cấp BAL còn có các dụng cụ đo lường ,kiểm tra : như vonkế, ampe kế ,công tắctơ ,pha kế…vv.phíathứ cấp nối các ampekế đo dòng HQ, cuộn dòng điện của bộ điều chỉnh tự động và rơle cực đại Dòng tác động và thời gian duy trỳ của rơle được chọn sao cho khi ngắn mạch thời gian ngắn ,bộ điều chỉnh làm giảm dòng điện của lò

chỉ sau thời gian duy trỳ của rơle Nhiều khí cụ điều khiển, kiểm tra và bảo vệ khác(trong khối ĐKBV) cũng được nối với máy biến điện áp TU và các máy biến dòng 1TI,2TI.

* Máy biến áp lo ø(BAL).

Máy BAL dùng cho lò hồ quang phải làm việc trong các điều kiện đặc biệt nặng nề nên có các đặc điểm sau:

-Công suất thường rất lớn (có thể tới hàng chục MW) và dòng điện thứcấp rất lớn (tới hàng trăm KA).

-Điện áp ngắn mạch lớn để hạn chế dòng ngắn mạch dưới (2,5  4)I đm có độ bền cơ học cao để chịu được các lực điện từ phát sinh trong các cuộn dây , thanh dẫn khi có ngắn mạch.

-Có khả năng điều chỉnh điện áp sơ cấp dưới tải trong một giới hạn rộng.

-Phải làm mát tốt vì dòng lớn , hay có ngắn mạch và vì biến áp đặt

ở nơi kín lại gần lò.

Công suất BAL có thể xác định gần đúng từ điều kiện nhiệt trong giai đoạn nấu chảy vì ở các giai đoạn khác, lò đòi hỏi công suất tiêu thụ ít hơn.

Nếu coi rằng, trong giai đoạn nấu chảy tổn thất năng lượng lò hồ quang trong BALvà cuộn kháng K được bù trừ bởi năng lượng của phần ứng tỏa nhiệt thì công suất BAL có thể xác định bởi biểu thức :

bal

nc sd

W S

t K cos



Trong đó :

t nc – thời gian nấu chảy (h).

k sd – hệ số sử dụng công suất BAL trong giai đoạn nấu chảy.

Cos – hệ số công suất của thiết bị lò hồ quang.

W – năng lượng hữu ích và tổn hao nhiệt trong thời gian nấu chảy và dừng lò giữa hai mẻ nấu (KW- h).

W = w.G.

Trong đó : G – khối lượng kim loại nấu (tấn).

w – suất chi phí điện năng để nấu chảy (KWh/tấn).

Suất chi phí điện năng giảm đối với lò có dung lượng lớn, thường w = (400  600) (KWh/tấn).

+ Thời gian nấu thường từ (1 3h) tùy dung lượng lò.

+ Hệ số sử dụng công suất BAL thường 0,8  0,9.

Hiện nay công suất BAL ngày càng có xu hướng tăng vì nó cho phép giảm thời gian nấu chảy, giảm suất chi phí năng lượng do hạ tổn hao nhiệt.

Cuộn dây thứ cấp BAL thường nối  vì dòng ngắn mạch được phân

ra hai pha và như vậy điều kiện làm việc của các cuộn dây sẽ nhe hơn BAL thường phải làm việc trong trình trạng ngắn mạch và phải có khả năng quá tải nên thường chế tạo to , nặng hơn các máy biến áp động lực cùng công suất.

Khi 3 pha mạch ngắn phân bố đối xứng thì hổ cảm giưa hai pha bất kỳ sẻ bằng nhau và sức điện động hổ cảm bằng không Trường hợp nếu khoảng cách giữa các pha không như nhau, hổ cảm giữa các pha sẻ khác nhau Trong một pha nào đó sẻ xuất hiện sưc điện động phụ

ngược chiều dòng điện trong pha đó và tạo ra một xụp áp phụ trên điện trở thuần trên pha đó Kết quả là pha này như thể tăng điện trở tác dụng, gây ra một tổn hao công suất phụ và công suất hồ quang của pha này sẻ giảm so với pha

khác Đồng thời , ở một pha khác sđđ Phụ lại cùng chiều với dòng điện của pha, điện trở tác dụng như bị giảm và công suất hồ quang pha này tăng lên Hiện tượng trên gây ra sự mất đôùi xứng và điện áp giưã các hồ quang , sự phân bố công suất không đồng đều giữa các pha , giảm hiệu suất lò và với lò công suất càng lớn thì sự mất đối xứng điện từ ở mạch ngắn sẻ càng lớn.

Để chống hiện tượng trên bằng cách phân bố đối xứng về mặt hình học và về mạch điện từ của mạch ngắn và các điện cực đặc ở 3 đỉnh một tam giác đều với lò dung lượng dưới 10 tấn thì mạch ngắn thường được nối theo sơ đồ  lò dung lượng lớn , ngắn mạch thường được nối  ơ ûcác điện cực

1.3 YÊU CẦU VỚI CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN CỰC LÒ HỒ QUANG

Các lò hồ quang nấu luyện kim loại đều có các bộ đều chỉnh tự động việc dịch điện cực vì nó cho phép giảm thời gian nấu luyện , nâng cao năng suất lò , giảm năng suất chi phí năng lượng , giãm thấm các bon cho kim loại , nâng cao chất lượng thiết, giảm lao động công suất khi nấu chảy, cải thiện điều kiện lao động…vv.

Chất lượng thiết nấu luyện phụ thuộc vào công suất và sự phân bố nhiệt hay nhiệt độ trong nồi lò.

Điều chỉnh công suất lò hồ quang có thể thực hiện bằng cách thay đổi điện áp ra BAL hoặc bằng sự dịch chuyển điện cực để thay đổi chiều dài ngọn lửa hồ quang và như vậy sẻ thay đổi điện áp hồ quang , dòng điện hồ quang và công suất tác dụng của hồ quang.

Về nguyên tắc , việc duy trì công suất lò hồ quang có thể thông qua một trong các thông số sau: Dòng điện hồ quang Ihq ,điện áp hồ quang

Uhq, tỉ số giữa dòng điện và điện áp hồ quang, hq hq

hq

UZ

I

 Bộ điều chỉnh này duy trì dòng hồ quang không đổi (I hq = const) sẻ không mồi hồ quang được Ngoài ra, khi dòng điện trong một pha nào đó sẻ thay đổi sẻ kéo theo dòng điện trong 2 pha còn lại thay đổi Ví dụ, khi hồ quang trong một pha bị đứt thì lò hồ quang làm việc như một phụ tải một pha với 2 pha còn lại nối tiếp vào điện áp dây Lúc đó các bộ điều chỉnh 2 pha còn lại sẻ tiến hành hạ điện cực mặc dù không cần việc đó Các bộ điều chỉnh này chỉ dùng cho lò hồ quang một pha và chủ yếu dùng trong lò hồ quang chân không.

Bộ điều chỉnh duy trì điện áp hồ quang không đổi (U hq = const) có khó khăn trong việc đo thông số này thực tế , cuộn dây đo được nối giữa thân kim loại của lò và thanh cái thứ cấp BAL Do vậy , điện áp

đo phụ thuộc dòng tải và sự thay đổi dòng của một pha sẻ ảnh hưởng tới hai pha còn lại như đã trình bày đối với bộ điều chỉnh giữ I hq = const

Phương pháp tốt nhất là dùng bộ điều chỉnh duy trì hq

hq hq

U

Z

I  = const Thông qua hiệu số cáctín hiệu dòng áp:

Z ohq , Z hq – gía trị đặt và gía trị thực của tổng trở hồ quang.

Từ phuơng trình trên suy ra :

Mỗi giai đoạn làm việc của lò hồ quang (nấu chảy, Oxi hóa, hoàn nguyên) đòi hỏi một công suất nhất định, mà công suất này lại phụ thuộc

chiều dài ngọn lửa hồ quang Như vậy, điều chỉnh dịch điện cực tức là điều chỉnh chiều dài ngọn lửa hồ quang, do đó điều chỉnh được công suất lò hồ quang Đó là nhiệm vụ cơ bản của các bộ điều chỉnh tự động các lò hồ quang.

*.Các yêu cầu chính đề ra cho một bộ điều chỉnh công suất lò hồ quang là :

1.Đủ nhạy để đảm bảo chế độ làm việc đủ cho lò Duy trì dòng điện hồ quang không tụt quá (45)% trị số dòng điện làm việc Vùng không nhạy của bộ điều chỉnh không quá  (2 4)% trong các giai đoạn khác 2.Tác động nhanh, đảm bảo khử ngắn mạch hay đứt hồ quang trong thời gian 1,5 3 s điều đó sẽ làm giảm số lần ngắt máy cắt chính, giảm sự thấm C của kim loại …vv Các lò hồ quang hiện đại không cho phép ngắt máy cắt chính quá 2 lần trong giai đoạn nấu chảy Đảm bảo yêu cầu này nhờ tốc độ dịch cực nhanh, tới 2,5  3 m/ph trong giai đoạn nấu chảy (khi dùng truyền động điện cơ) và 5 6 m/ph (truyền động bằng thủy lực) Dòng điện hồ quang càng lệch xa trị số đặt thì tốc độ dịch cực càng phải nhanh.

3 thời gian điều chỉnh ngắn.

4 Hạn chế tối thiểu sự dịch cực không cần thiết như khi chế độ làm việc bị phá vỡ trong thời gian rất ngắn (vài phần giây) hay trong chế

độ thay đổi tính đối xứng Yêu cầu này càng cần đối với lò 3 pha không có dây trung tính Chế độ hồ quang của một pha nào đó bị phá hủy sẽ dẫn theo phá hủy chế độ hồ quang của các pha còn lại Điện cực các pha còn lại đang ở vị trí chủ cũng có thể bị dịch chuyển Do vậy mỗi pha cần có hệ điều chỉnh độc lập để sự làm việc của nó không ảnh hưởng tới chế độ làm việc của các pha khác

5 Thay đổi công suất lò bằng phẳng trong giới hạn 20  125 % trị số định mức với sai số không quá 5%.

6 Có thể chuyển đổi nhanh từ chế độ điều khiển tự động sang chế độ điều khiển bằng tay do phải thực hiện thao tác phụ nào đó (chẳng hạn nâng điệu cực trước khi chất liệu vào lò) và ngược lại, chuyển nhanh chế độ tự động.

7 tự động châm lửa hồ quang khi bắt đầu làm việc và sau khi hồ quang bị đứt Khi ngắn mạch thì được nâng điện cực lên không làm đứt hồ quang.

8 Dừng mọi điện cực khi mất lưới điện.

Cơ cấu chấp hành (cơ cấu dịch cực) có thể truyền động bằng điện –

cơ hay thủy lực Trong cơ cấu điện – cơ, động cơ được dùng phổ biến là động cơ một chiều kích từ độc lập vì nó có mômen khởi động lớn, dải điều chỉnh rộng, bằng phẳng, dễ điều chỉnh và có thể dễ mở máy, đảo chiều, hãm Đôi khi cũng dùng động cơ không đồng bộ có mômen quán tính của rôto nhỏ.

MỘT CHIỀU TRÊN 3 ĐIỆN CỰC.

Trong quá trình nung luyện thiếc, 3 điện cực bị ăn mòn không đồng đều, cho nên ta nâng hạ 3 điện cực này không đồng bộ với nhau Vì vậy

ta thường điều khiển từng cực, trong quá trình điều khiển điện cực có thể có cực được hạ xuống sâu vì điện cực bị ăn mòn Để điều khiển 3

ñieôn cöïc naøy ta duøng 3 ñoông cô ñieôn moôt chieău tređn 3 ñieôn cöïc (moêi ñieôn cöïc gaĩn moôt ñoông cô) Laø ñoông cô ñieôn moôt chieău kích töø ñoôc laôp

vì noù co mođmen khôûi ñoông lôùn, dại ñieău chưnh roông, baỉng phaúng, deê ñieău chưnh vaø coù theơ deê môû maùy, ñạo chieău quay haõm.

CHÖÔNG 2: TOƠNG QUAN VEĂ CAÙC PHÖÔNG PHAÙP ÑIEĂU

CHƯNH TOÂC ÑOÔ ÑOÔNG CÔ ÑIEÔN MOÔT CHIEĂU.

 2.1 ÑIEĂU CHƯNH TOÂC ÑOÔ TRUYEĂN ÑOÔNG ÑIEÔN.

Trong quaù trình laøm vieôc toâc ñoô cụa ñoông cô ñieôn thöôøng bò thay ñoơi do sö bieân thieđn cụa tại, cụa nguoăn vaø do ñoù gađy ra söï sai leôch veă toâc ñoô thöïc so vôùi toâc ñoô ñaịt, hay toâc ñoô mong muoân (toâc ñoô laøm vieôc cụa heô thoâng truyeăn ñoông ñieôn do cođng ngheô yeđu caău) Bôûi vaôy, vieôc ñieău chưnh toâc ñoô laø moôt trong nhöõng vaẫn ñeă quan tróng trong truyeăn ñoông ñieôn töï ñoông.

Moôt yeđu caău ñatí ra khi thieât keâ heô truyeăn ñođïng laø söï phuø hôïp giöõa ñaịc tính ñieău chưnh cụa ñoông cô ñieôn vaø ñaịc tính cụa tại Ngöôøi ta thöôøng chón heô truyeăn ñoông cuõng nhö phöông phaùp ñieău chưnh naøo cho ñaịc tính ñieău chưnh baùm saùt yeđu caău cụa tại Maịc khaùc , vaên phại luođn ñaõm bạo ñöôïc tính oơn ñònh cođng taùc trong cheâ ñoô laøm vieôc xaùc laôp cuõng nhö quaù trình quaùñoô.

Ñoâi vôùi ñoông cô ñieôn moôt chieău kích töø ñoông laôp, veă phöông dieôn ñieău chưnh toâc ñoô coù nhieău öu vieôc do khạ naíng ñieău chưnh toâc ñoô deê daøng, caâu truùc mách lác, mách ñieău khieơn ñôn giạn, chaât löôïng ñieău

chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng Sau đây là các phương pháp điều chỉnh động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP.

Để có những phương pháp điều chỉnh tốc độ hợp lý thì ta phải xem xét đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập, nó biểu thị quan hệ giữa tốc độ quay và mômen n = f(M) và được viết dưới dạng :

­ 2

R MU

n­=­

Với những điều kiện U = C te , It = C te , khi M (hoặc Iư) thay đổi, từ thông của động cơ điện một chiều cũng hầu như không đổi vì thực ra ảnh hưởng làm giảm bớt từ thông của phần ứng ngang trục rất nhỏ cho nên biểu thức (2 –1) có thể viết dưới dạng :

Đường đặc tính cơ trên ứng với trường hợp mạch của phần ứng không có điện trở phụ và được gọi là đường đặc tính cơ tự nhiên Do R ư

rất nhỏ nên khi thay đổi từ thông đến định mức, tốc độ giảm rất ít (khoảng 2  8% tốc độ định mức) cho nên đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập rất cứng.

1 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.

Muốn thay đổi từ thông động cơ, ta tiến hành thay đổi dòng điện kích từ của động cơ qua một điện trở mắc nối tiếp ở mạch kích từ (hình 2 – 2a) rõ ràng, phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nghĩa là chỉ có thể giảm dòng điện kích từ (I kt  I ktđm ) do đó chỉ có thể thay đổi

về phía giảm từ thông Khi giảm từ thông, đặc tính dốc hơn và có tốc độ không tải lớn hơn Họ đặc tính cơ khi giảm từ thông như (hình 2- 2b)

Hình2-2.Điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập bằng

phương pháp thay đổi từ thông.

Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi từ thông có đặc điểm :

0Iư

+Từ thông càng dảm thì tốc độ không tải lý tưởng của đặc tính cơ càng tăng, tốc độ động cơ càng lớn

+Độ cứng đặc tiùnh cơ giảm khi giảm từ thông

+Có thể điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh

D  3:1 +chỉ thay đổi được tốc độ về phía tăng theo phương pháp này.

+Do độ dốc đặc tiùnh cơ tăng lên khi giảm từ thông nên các đặc tính sẽ cắt nhau và do vậy, với tải không lớn (M đm1 ) thì tốc độ tăng khi từ thông giảm (hình2 – 2b), còn ở vùng tải lớn (M đm2 ) tốc độ có thể tăng hoặc giảm tùy theo tải thực tế, phương pháp này chỉ sử dụng ở vùng tải không quá lớn so với định mức.

Phương pháp này rất kinh tế vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích từ là (1  10)% dòng định mức của phần ứng Tổn hao điều chỉnh thấp.

Sơ đồ nguyên lý nối dây như (hình 2 – 3a) khi tăng mạch phần ứng, đặc tính cơ dốc hơn nhưng vẫn giữ nguyên tốc độ không tải lý tưởng Họ đặc tính cơ khi thay dổi điện trở mạch phần ứng (hình 2 – 3b).

Khi có thêm điện trỏ phụ Rf vào mạch phần ứng thì biểu thức (2 – 2) trở thành :

Ta thấy rằng nếu Rf càng lớn đặc tính cơ sẽ có độ dốc càng cao và

do đó mền hơn và ngược lại.

Nghĩa là tốc độ sẽ thay đổi nhiều khi tải thay đổi Cũng như trên giao điểm của những đường đó với đường M 0 =f(n) cho biết trị số tốc độ xác lập khi điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ Rf

Phương pháp này chỉ áp dụng được với động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập hoặc động cơ kích từ song song làm việc ở chế độ kích từ độc lập.

Hình 2-4.Đặc tính cơ (và đặc tinh tốc độ) động cơ một chiều kích từ độc

lập ở những điện áp trên phần ứng khác nhau.

Khi thay đổi U ta có một hệ đặc tính cơ có cùng độ dốc đường 1 ứng với U đm , đường 2,3 ứng với U đm > U 2 > U 3 và đường 4 ứng với U 4

>U đm

Nhưng không cho phép vượt quá điện áp định mức nên việc điều chỉnh tốc độ trên tốc độ định mức không được áp dụng hoặc chỉ được thực hiện trong một

phạm vi rất hẹp Phương pháp này lúc điều chỉnh tốc độ, mômen không đổi vì  và Iư điều không đổi I ư không đổi là vì giảm U, tốc độ n giảm làm E cũng giảm nên :

M I

1 Uđmn

2 3

đấu của điện áp Uc để động cơ đổi chiều quay Trường hợp không cần đổi chiều quay thì chỉ cần bộ biến đổi A.

Điện áp một chiều Uc đặt vào phần ứng động cơ có quan hệ với điện áp xoay chiều U theo biểu thức :

U c = U co cos

Trong đó : U co = 1,35 U ; 0 <  < 90 0

Khi mở máy cần điều chỉnh góc mở  lớn để có Uc nhỏ, đủ để khắc phục điện áp rơi trên điện trở phần ứng và hạn chế dòng điện mở máy, sau đó giảm dần  để tăng tốc độ của động cơ đến giá trị mong muốn Để điều chỉnh tốc độ cần thay đổi các giá trị của  để có giá trị Uc và đặc tính cơ khác nhau như (hình 2-4).

TT

TT

TT

* Điềuchỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập bằng biện pháp thay đổi điện áp phần ứng có các đặc điểm:

- Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng nhỏ.

Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn dải điều chỉnh.

- Độ sụt tốc tuyệt đối trên toàn dải điều chỉnh ứng với một mômen là như nhau Độ sụt tốc tương đối sẽ lớn nhất tại đặc tính cơ thấp nhất của dải điều chỉnh Do vậy, sai số tốc độ tương đối (sai số tĩnh) của đặc tính cơ thấp nhất không vượt quá sai số cho phép cho toàn dải điều chỉnh.

- Dải điều chỉnh của phương pháp này có thể : D  10 : 1

- Chỉ thay đổi được tốc độ về phía giảm (vì chỉ có thể thay đổi với U ư

3.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỈNH LƯU

Để cấp nguồn cho tải một chiều (động cơ kích từ độc lập) chúng ta cần thiết kế các bộ chỉnh lưu với mục đích biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều Các loại bộ biến đổi này có thể là chỉnh lưu không điều khiển và chỉnh lưu có điều khiển Với mục đích giảm công suất vô công, người ta thường mắc song song ngược với tải một chiều một điôt (loại sơ đồ này được gọi là sơ đồ điôt ngược) Trong các sơ đồ chỉnh lưu có điôt ngược Khi có và không có điều khiển, năng lượng được truyền từ phía xoay chiều sang một chiều, nghĩa là các loại chỉnh

lưu đó chỉ có thể làm việc được ở chế độ chỉnh lưu Đối với các bộ chỉnh lưu có điều khiển, không điôt ngược có thể trao đổi năng lượng theo cả hai chiều Khi năng lượng truyền từ lưới xoay chiều sang tải một chiều, bộ nguồn làm việc ở chế độ chỉnh lưu, còn khi năng lượng truyền theo chiều ngược lại (từ phía tải một chiều về phía lưới xoay chiều) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ chỉnh lưu trả năng lượngvề lưới.

Theo dạng nguồn cấp xoay chiều chúng ta có thể chia chỉnh lưu thành một trong ba pha Các thông số quan trọng của sơ đồ chỉnh lưu là : dòng điện và điện áp tải, dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp biến áp (nếu có), số lần đập mạch trong một chu kỳ Số lần đập mạch trong một chu kỳ là quan hệ của tần số sóng hài thấp nhất của điện áp chỉnh lưu với tần số điện áp xoay chiều Theo hình dạng của các sơ đồ chỉnh lưu với chuyển mạch tự nhiên chúng ta có thể phân loại chỉnh lưu thành các loại sơ đồ sau:

1 CHỈNH LƯU MỘT PHA NỬA CHU KỲ :

* sơ đồ nối dây:

*Nguyên lý hoạt động: khi tải R-L, góc  là góc mở Tiristor, khoảng dẫn dòng của Tiristor là từ  1 ÷  2

u 2 = 2 U 2 sin

Từ 0÷ 1 Tiristor khóa do chưa phát xung điều khiển, tại  1 ta phát xung mở Tiristor và nó dẫn dòng, đáng lẽ Tiristor sẽ bị khóa tại  nhưng do tải mang tính chất cảm kháng nên khi dòng điện đổi chiều thì Tiristor vẫn còn dẫn dòng do cuộn dây xả năng lượng.

Trong khoảng từ ÷ 2 cuộn dây xả năng lượng nên tiristor vẩn thông Tại  2 tiristor bị khóa do cuộn dây xã hết năng lượng và điện áp đặt lên tiristor lúc này là điện áp ngược, tại 2 điện áp bắt đầu đổi dấu nhưng tiristor vẫn chưa dẫn dòng do chưa phát xung điều khiển.

Hinh 3.1: sơ đồ nối dây và dạng sóng ra của điện áp và dòng điện tải.

idT

2.CHỈNH LƯU CẢ CHU KÌ VỚI BIẾN ÁP CÓ TRUNG TÍNH.

* Sơ đồ nối dây:

* Nguyên lý hoạt động: với hình vẽ trên thì nó tương ứng với tải thuần trở.

Trong khoảng từ 0 thì điện áp U AF > 0, U BF < 0 lúc này ta phát xung mở T 1 và T 1 dẫn dòng từ khi phát xung mở1 đến , tại  T 1 bắt đầu

U1

T1

T2

U2

Ud

I

U

t o

Hình 3.2: sơ đồ nối dây và dạng sóng ra của chỉnh lưu cả chu kì

với biến áp có trung tính

chuyển trạng thái từ mở sang khóa và lúc này điện áp U AF < 0, U BF >0 ta phát xung mở T 2 và T 2 dẫn dòng từ  2 cho đến 2 và chu kì sau lai tiếp tục lập lại.

Điện áp trung bình trên tải, khi tải thuần trở dòng điện gián đoạn được tính:

(1 cos )2

do d

U

với:- Udo là điện áp chỉnh lưu khi không điều khiển và bằng U do = 0,9.U 2

-  góc mở của Tiristor.

Khi tải điện cảm lớn dòng điện liên tục hơn, điện áp tải liên tục hơn, lúc này điện áp một chiều được tính:

So với chỉnh lưu nửa chu kỳ thì loại chỉnh lưu này có chất lượng điệ áp tốt hơn dòng điện chạy qua van không quá lớn, tổng điện áp rơi trên van nhỏ Đối với sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển thì sơ đồ này tương đối đơn giản Tuy nhiên việc chế tạo máy biến áp với hai cuộn dây thứ cấp có các thông số giống hệt nhau hơi khó khăn và hiệu suất sử dụng máy biến áp xấu, cho nên sơ đồ này ít dùng trong thực tế.

3.CHỈNH LƯU ĐIỀU KHIỂN CẦU MỘT PHA:

1) Chỉnh lưu điều khiển đối xứng:

1

*Nguyên lý hoạt động của sơ đồ:

Trong nửa bán chu kì đầu điện áp anod của tiristor T 1 dương, lúc này điện áp catod của T 1 âm, ta phát xung mở hai tiristor T 1 và T 2 đồng thời, thì các van này sẽ được mở thông, T 1 và T 2 dẫn dòng từ  1 nhưng vì tải có tính cảm nên hai van này vẫn dẫn dòng cho đến khi cuộn dây xả hết năng lượng thì hai tiristor này bắt đầu chuyển trạng thái từ mở sang khóa.

Đến nửa bán chu kì sau điện áp đổi dấu anod của T 3 dương, catod của

T 4 mang dấu âm, ta phát xung mở cả hai van này thì các van này sẽ được mở thông để đặt điện áp một chiều lên tải có chiều cùng với nửa bán chu kì trước.

Chỉnh lưu cầu một pha có chất lượng điện áp ra hoàn toàn giống như chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có trung tính.

Dòng điện chạy qua van giống như hình 3.2:

I hd = 0,7.I d

T

111112

T2

T

3

A

BZd

EF

t

t

to

Nhưng điện áp ngựơc của van phải chịu nhỏ hơn: U nv = 2U 2

2) Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng:

U2

U1

a)

T1

T2

D2

D1

U1

U2

b)

UUd

t

ttt

to

o

o

ooo

t

id

Id

IT1

IT2

ID1

ID2

i

Hình 3.4: dạng sóng ra của chỉnh lưu cầu một pha điều khiển

không đối xứng

Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng có thể thực hiện bằng hai phương án khác nhau, mổi sơ đồ gồm có hai tiristor và hai diod, mổi lần cấp xung điều khiển chỉ cần một xung, điện áp một chiều trên tải có hình dạng và trị số giống nhau, đường cong điện áp tải chỉ có phần điện áp dương, sơ đồ không làm việc với tải có nghịch lưu trả năng lượng về lưới Sự khác nhau của hai sơ đồ chỉ khác nhau đựơc thể hiện rõ rệt khi làm việc với tải có điện cảm lớn, lúc này dòng điện chạy qua các van điều khiển và không điều khiển sẽ khác nhau.

Trên hình a khi điện áp anod T 1 dương và catod D 1 âm sẽ có dòng điện tải chạy qua T 1 và D 1 đến khi điện áp đổi dấu(với anod T 2 dương) mà chưa có xung mở T 2 , năng lượng của cuộn dây tải L đựơc xã qua D 2 Như vậy việc chuyển mạch của các van không điều khiển D 1 ,D 2 xảy ra khi điện áp bắt đầu đổi dấu T 1 sẽ bị khóa khi có xung mở T 2 , kết quả là chuyển mạch của các van có điều khiển đựơc thực hiện bằng việc mở van kế tiếp Ta thấy rằng các van bán dẫn được dẫn thông trong một nữa chu kì (các diod dẫn từ đầu đến cuối chu kì điện áp âm catod, còn các tiristor được dẫn thông tại thời điểm có xung mở và bị khóa bởi việc mở tiristor tiếp theo ở chu kì kế tiếp).

Trị số của dòng điện trung bình chạy qua van:

Nhìn chung các loại chỉnh lưu cầu một pha có chất lượng điện áp tương đương như chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có trung tính, chất lượng điện áp một chiều như nhau, dòng điện làm việc của van bằng nhau nên việc ứng dụng của chúng tương đương nhau Nhưng điện áp ngược của van trong chỉnh lưu cầu một pha có điện áp ngược nhỏ hơn, biến áp dễ chế tạo và có hiệu suất cao hơn Thế nhưng chỉnh lưu cầu một pha có số lượng van nhiều gấp hai lần, làm giá thành cao hơn, sụt áp trên van gấp hai lần, chỉnh lưu cầu điều khiển đối xứng thì việc điều khiển phức tạp hơn do có số van nhiều hơn.

Các sơ đồ chỉnh lưu một pha cho ta điện áp với chất lượng chưa cao, biên độ đập mạch điện áp lớn, thành phần hài bậc cao lớn điều này không đáp ứng với tải đòi hỏi chất lượng điện áp tốt Muốn vậy ta phải sử dụng các sơ đồ có số pha nhiều hơn.

4.CHỈNH LƯU TIA BA PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN.

*sơ đồ nối dây:]

Trong sơ đồ này ta giả sử tải mang tính cảm kháng Ta nối dây máy biến áp theo hình sao, trên mổi pha ta nối một tiristor ba catod đấu chung cho ta điện áp dương cho tải, còn dây trung tính sẽ có điện áp âm.

Tại mổi thời điểm chỉ có điện áp của một pha dương hơn hai pha kia, cho nên tại mổi thời điểm chỉ có một tiristor dẫn dòng.

U2aU2b

U2c

T1

T3

T2

* nguyên lý hoạt động của sơ đồ:

Nguyên tắt mở thông và điều khiển các van ở đây là khi adod của van nào dương hơn thì van đó 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 Các tiristor chỉ được mở thông với góc mở nhỏ nhất tại thời điểm góc thông tự nhiên(như vậy chỉnh lưu ba pha góc mở nhỏ nhất =0 o sẽ dịch pha so với điện áp pha một góc là 30 o ) Theo hình vẽ trên thì điện áp tải liên tục hơn như vậy mổi van dẫn thông trong 1/3 chu kì, nếu điện áp tải gián đọan thì thời gian dẫn thông của các van sẽ nhỏ hơn, tuy nhiên trong cả hai trường hợp thì dòng điện trung bình của các van đều bằng 1/3.I d

Điện áp của van phải chịu bằng điện áp dây giữa pha có van khóa với pha có van đang dẫn, ví dụ như trong khoảng  1 2 T 1 đang dẫn T 3

đang khóa cho nên T 3 phải chịu áp dây U CA.

Khi tải thuần trở dòng điện và điện áp tải liên tục hay gián đoạn phụ thuộc vào góc mở của Tiristor Nếu góc mở của tiristor nhỏ hơn 30 0 các

Hình 3.5: sơ đồ nối dây và dạng sóng ra của chỉnh lưu tia ba

pha có điều khiển

đường cong U d ,I d liên tục, khi góc mở lớn hơn 30 0 điện áp và dòng điện tải gián đoạn.

Trị số điện áp trung bình của tải sẽ được tính:

0 cos

ứng với điện áp tải liên tục.

Khi điện áp tải gián đoạn (tải gián đoạn và góc mở lớn) điện áp tải được tính:

3 1 sin 3

do d

U

Trong đó: U do =1,17U 2f -điện áp chỉnh lưu tia ba pha khi van là diod.

U 2f –điện áp pha thứ cấp máy biến áp.

* đặc điểm của chỉnh lưu tia ba pha:

So với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia ba pha có chất lượng điện áp tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn, việc điều khiển các van bán dẩn trong trường hợp này cũng tương đối đơn giản Với việc dòng điện mổi cuộn dây thứ cấp là dòng một chiều nhờ có điện áp ba pha ba trụ mà từ thông lõi thép máy biến áp là từ thông xoay chiều không đối xứng làm cho công xuất biến áp phải lớn, khi chế tạo máy biến áp động lực các cuộn dây thứ cấp phải được đấu sao với dây trung tính phải lớn hơn dây pha vì theo sơ đồ trên thì dây trung tính phải chịu dòng tải.

5 CHỈNH LƯU TIA SÁU PHA CÓ CUỘN

KHÁNG CÂN BẰNG.

* sơ đồ nối dây:

Sơ đồ chỉnh lưu tia sáu pha được cấu tạo bởi sáu

van bán dẫn nối tới máy biến áp ba pha với sáu

cuộn dây thứ cấp, trên mổi trụ biến áp có hai

cuộn giống nhau và ngược nhau Điện áp các pha dịch nhau một góc là 60o Máy biến áp có cấu tạo Y/YY hoặc /YY

Ơû đây ta có hai hệ thống điện áp thứ cấp a,b,c và a, b,,c, có số vòng như nhau nhưng có cực tính ngược nhau Như vậy điện áp tất cả sáu pha tạo thành hệ thống điện áp sáu pha

ta đã biết sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha ở trên có chất lượng điện áp tải chưa thật tốt lắm Khi cần chất lượng điện áp tốt hơn chúng ta sử dụng

sơ đồ nhiều pha hơn Một trong những sơ đồ đó là chỉnh lưu tia 6 pha.

Sơ đồ động lực được mô tả như (hình 3-8a).

trong trường hợp dòng điện liên tục (tải thuần trở với góc mở  <

3

 , hoặc tại điện cảm) thì điện áp tải được tính như sau :

t

t

0

Id(l=)

U d = U do cos

Còn trong trường hợp dòng điện gián đoạn (tải thuần trở >

3

 ) thì điện áp tải được tính :

6.CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA :

a).Chỉnh Lưu Cầu Ba Pha Điều Khiển Đối Xứng:

* sơ đồ nối dây:

Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng

có thể coi như hai sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha mắc ngược chiều nhau, ba tiristor T 1 ,T 3 ,T 5 tạo thành tia ba pha cho điện áp dương tức nó là nhóm anod, còn T 2 ,T 4 ,T 6 là một chỉnh lưu tia cho ta điện áp âm tạo thành nhóm catod.

* nguyên lý hoạt động của sơ đồ:

T4

T6

Ud

Theo hoạt động của chỉnh lưu cầu ba 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 tiristor chúng ta cần cấp hai xung điều khiển đồng thời (một xung ở nhóm anod , một xung ở nhóm catod) Ví dụ ta cấp xung mở tiristor T 1 của pha A phía anod là  1 đồng thời tại đó ta củng cấp xung  4 cho T 4 của pha B phía catod các thời điểm tiếp theo cũng tương tự và thứ tự cấp xung điều khiển cũng tuân theo đúng thứ tự pha.

Hình 3.6: Dạng sóng ra của chỉnh lưu cầu ba pha diều khiển đối xứng

Khi góc mở van nhỏ hay tải có điện cảm lớn, trong mổi khoảng dẫn của một van của nhóm này (anod hay catod) thì sẽ có hai van của nhóm kia đổi chỗ cho nhau Điều này có thể thấy rõ trong khoảng  1 3 , T 1

nhóm anod dẫn nhưng trong nhóm catod T 4 dẫn trong khoảng  1 2

còn T 6 dẫn tiếp trong khoảng  2 3

Điện áp ngược các van phải chịu ở chỉnh lưu cầu ba pha bằng 0 khi van dẫn và bằng điện áp dây khi van khóa.

Khi điện áp tải liên tục trị số điện áp tải được tính theo công thức:

*đặc điểm của sơ đồ:

sự phức tạp của chỉnh lưu cầu ba pha diều khiển đối xứng là phải đồng thời mở hai van theo dúng thứ tự pha, do đó gây khó khăn trong việc chế tạo sữa chữa Để đơn giãn hơn người ta dùng chỉnh lưu cầu điều khiển không đối xứng.

b Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng :

* sơ đồ nối dây:

Loại chỉnh lưu này được cấu tạo từ một nhóm

(anod hay catod) điều khiển và một nhóm không điều khiển như ttrên hình vẽ.

* nguyên lý hoạt động của sơ đồ:

Các tiristor được dẫn thông từ thời điểm có xung mở cho đến khi mở tiristor của pha kế tiếp Trong trường hợp điện áp tải gián đoạn tiristor được dẫn từ thời điểm có xung mở đến khi điện áp đổi dấu Các diod tự động dẫn thông khi điện áp đặt lên nó thuận chiều.

Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng có dòng điện và điện áp tải liên tục khi góc mở van bán dẫn nhỏ hơn 60 0 , hay khi góc mở tăng lên và thành phần điện cảm của tải nhỏ thì điện áp của tải sẽ bị gián đoạn.

Khi điện áp tải liên tục:Ud  Udo cos 

Theo dạng sóng điện áp tải ở trên trị số điện áp trung bình trên tải bằng 0 khi góc mở đạt tới 180 0 Điện áp trung bình trên tải là tổng của hai điện áp chỉnh lưu tia ba pha.

Việc kích mở các van điều khiển của chỉnh lưu cầu ba pha không đối xứng dễ dàng hơn, nhưng các sóng điều hòa bậc cao của tải và của nguồn lớn.

D2

D1

Ud

i

i i i i

i

IT1

IT2

IT3

D1

D2

D3

Hình 3.7:dạng sóng ra của chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng

3.2LỰA CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC

Sau khi tìm hiểu về các thông số cơ bản, đặc điểm, hoạt động của các sơ đồ chỉnh lưu dòng điện xoay chiều hiện nay, cùng với việc phân tích ưu, nhược điểm của từng sơ đồ, căn cứ vào các yêu cầu của việc lưu chọn sơ đồ thiết ké, chúng ta có thể tiến hành lưu chọn một sơ đồ mạch động lực hợp lý cho tải của ta là động cơ điện một chiều kích từ độc lập.

Do dải điều khiển rộng, độ ổn định dòng điện và điện áp, yêu cầu về chất lượng điện áp một chiều cao Mặc khác nguồn ở đây là lưới 3 pha công nghiệp, cho nên chúng ta chọn cầu 3 pha

Công suất của động cơ điện một chiều ở đây không quá lớn Hơn nữa yêu cầu về chất lượng điện một chiều, chỉ cần ổn định và khống chế dòng hồ quang làm việc tốt, không cần đảo chiều nhanh, nên ta có thể chọn sơ đồ cầu 3 pha, mạch điều khiển có thể dùng riêng biệt Đặc biệt động cơ điện một chiều của ta lại có điện áp một chiều định mức là 400 v bỡi vậy, sơ đồ cầu 3 pha có ưu điểm hơn tất cả Theo sơ đồ này