ĐỒ ÁN CHUYÊN ĐỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

ĐỀ TÀI:Thiết kế hệ truyền động điện TĐ : Sử dụng chỉnh lưu 3 pha hình tia có điều khiển, động cơ 1 chiều kích từ động lập có thông số: Uđm = 400V; Iđm=20A; Pđm=7,2Kw; Uktđm=200V; Iktđm=5A; nđm=955 vph1.Khái quát chung2.Tính chọn thiết bị3.Thiết kề mạch điều khiển dùng TCA 7854.Phân tích hoạt động5.Giới thiệu ứng dụng trong công nghiệp.

BỘ CễNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CễNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

*****

ĐỒ ÁN CHUYấN ĐỀ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN

Thiết kế hệ truyền động điện T-Đ : Sử dụng chỉnh lu 3 pha hình tia có

điều khiển, động cơ 1 chiều kích từ động lập có thông số: Uđm = 400V;

Trong chiến lược phát triển nền kinh tế KHCN của bất kỳ một quốcgia nào thì các ngành công nghiệp luôn luôn đóng vai trò quan trọng, vì

nó chiếm tỉ trọng đáng kể trong tổng sản phẩm quốc dân Mà động lựcchính cúa mọi nền công nghiệp là động cơ điện, nó đã và đang là đốitượng dường như không thể thay thế được trong các dây chuyền của cácngành công nghiệp, trong các quá trình tự động hoá, cùng với sự bùng nổcủa tiến bộ khoa học công nghệ trong các lỉnh vực điện, điện tử và tinhọc Trong những năm gần đây đã ảnh hưởng sâu sắc cả về lý thuyết lẫnthực tế trong các lĩnh vực khác nhau, đặc biệt trong lĩnh vự điều khiển tựđộng,các dây chuyền công nghệ khép kín ra đời và trong lĩnh vực điềukhiển động cơ.Do đó việc điều khiển tốc độ động cơ điện có ý nghĩa rấtlớn, đây là mục đích của hệ truyền động điện

Điều khiển động cơ điện một chiều là một lĩnh vực có nhiều ưu điểmhơn các loại động cơ điện khác, bởi có giải điều chỉnh tốc độ rộng, đặctính cơ có độ cứng cao và có rất nhiều phương pháp điều khiển Do đó,việc nghiên cứu điều khiển tự động, truyền động, động cơ điện một chiềuđang được mọi người quan tâm và ngày càng hoàn thiện

Hệ thống truyền động điện là một tổ hợp của nhiều thiết bị điện, cơdung để biến đổi và điều khiển năng lượng từ dạng điện sang dang cơ,phục vụ cho yêu cầu sản xuất

Phần tử trung gian quá trình biến đổi điện cơ là động cơ điện Tốc độ

và mômen trên trục động cơ chính là sản phẩm của truyền động điện.Mục đích của truyền động điện là nâng cao chất lượng và giá thànhsản phẩm, làm cho sản phẩm hoàn mỹ hơn, chính là yếu tố hang đầu củabất kỳ ngành sản xuất nào Vì vậy trải qua quá trình nghiên cứu lâu dài vàđạt được mứu độ hoàn thiện như ngay nay, ngành truyền động điện đãphat triển qua nhiều giai đoạn, mỗi giai đoan phát triển con người đã tìmcách ứng dụng một cách triệt để,nhất là các thành quả kỹ thuật Ngày nay,việc nghiên cứu đó không ngừng mà luôn được quan tâm sâu sắc

Ngày nay, nhờ các bước nhảy vọt về bán dẫn và phương pháp tính, người ta đã tạo ra các tổ hợp chức năng để ứng dụng vào truyền động điện Cho phép thiết kế các hệ thống truyền động điện một cách nhanh chóng và chất lượng

Sinh viên thực hiện

CHƯƠNG I :GIỚI THIỆU VỀ BỘ CHỈNH LƯU BA PHA HÌNH

I/ GIỚI THIỆU VỀ THYRISTOR:

I.1/ Khái niệm:

Từ Tiristor gồm hai từ thyristor và transistor ghép lại mà thành Donhóm kỹ sư của hảng Bell Telephone phát minh sang chế vào năm1956.Hiện nay Tiristor có thể làm việc dưới điện áp hang kilôvôn và chịuđược dòng điện cở kilôampe

Hình 2-1: Cấu tạo của Tiristor

I.3/ Các thông số của thyristor:

1/ Điện áp thuận cực đại Umaxđiện áp lớn nhất có thể đặt lâu dài lênTirristor theo chiều thuận mà tirristor vẫn ơ trạng thái khoá.Nếu vượt quágiá trị này có thể làm hỏng tirristor

2/ Điện áp ngược cực đại Ung max Điện áp ngược lớn nhất có thể đạt lênTiristor theo chiều ngược mà tiristor khong bị hỏng.Với giá trị này dòngđiện cho phép qua tiristor khoảng (10-20) mA khi đó không phải giảmdòng Iđiều kiện

3/ Điện ap định mức ( Uđđm) -Điện áp cho phép

đặt lâu dài lên Tirristor theo chiều thuận và ngược thường Uđm = 2/3U max

4/ Điện áp rơi trên tiristor ∆U Điện áp trên tiristor khi tiristor mở ∆U =

(0.5-1)V

5/ Điện áp chuyển trạng thái (Uch) điện áp chuyển trạng thái cho tiristor

Từ trạng thái đóng sang trạng thái mở không cần Ikd

Cực điều khiển

K tốt

A tốt

Các mặt ghép

8/ Thời gian mở tiristor ( Tm) thời gian tính từ sườn trước xung điều khiểnđến khi I = 0.9 Iđm

9/ Thời gian khoá tiristor khoảng thời gian tính từ thời điểm suất hiện

điện ápthuận trên tiristor, không chuyển trạng thái mở (còn gọi là thờigian phục hồi tính chất cách điện của tiristor)

10/ Tốc độ tăng điện áp thuận cho phép (du dt ) giá trị lớn nhất của tốc độtăng điện áp trên A nốt mà không cần có chuyển trạng thái từ khoá sang

mở

11/ Tốc độ tăng dòng điện thuận cho phép ( dt di ) Giá trị tăng dòng diệntrong quá trình mở của tiristor mà không gây nóng

II / CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIÊU KHIỂN TIRISTOR:

Việc điều khiển đóng mở Tiristor có thể thực hiện bằng nhiềuphương pháp khác nhau Sau đây ta sẽ sơ lược một số phương phápchính thường dung

II.1/ Phương pháp điều khiển theo biên độ:

Cơ sở cua phương pháp này là quy định sự phụ thuộc của điện ápchuyển mạch Tiristor với dòng điều khiển Ubđ=f(Idk)

Khi dong điều khiển càng nằm thẳng nhỏ, thời điểm chuyển mạchcủa Tiristor làm việc với điện áp xoay chiều phụ thuộc không nhữngbiên độ chu kỳ của nguồn cung cấp, mà còn phụ thuộc vào độ lớn củadong điều khiển

Góc mở lớn nhất của Tiristor ở điều kiện:Uα=Umax và dòng điềukhiển định mức.Khi αmin=900 với việc tăng dòng điểu khiển thì biên độđiện áp pha mở và góc pha sẽ giảm

Phương pháp biên độ hiện nay ít dung vì có những nhược điểm:+ / Quán tính lớn

+ / Thời gian mở không rỏ rang

+ / Thời gian có sự phân tán đặc tính lớn Ubđ=f(Iđk) còn phạm vi điểuchỉnh góc pha lớn nhất là 900.Tuy nhiên nhờ việc sử dụng các sơ đồ phứctạp ,các phần tử góc pha có thể > 900

+ / Tính ổn định của phương pháp này không cao vì thời gian mởTiristor phụ thuộc vào giá trị nhỏ nhất của dòng điều khiển

II.2/ Phương pháp điều khiển pha xung:

Việc điều khiển pha xung thực chất là cực điều khiển pha xung mộtcác có chu kỳ với tần số bằng tần số bằng tần số của điện áp Anốt

Hệ thống điều khiển pha xung gồm 2 thành phần:

+/ Thiết bị chuyển dịch

+/ Bộ phát xung

1

A

Hình 2-2.Sơ đồ khối của nguyên tắc điều khiển pha xung:

Trong đó: 1.thiết bị dịch pha (đồng bộ)

II.2.1/ Nguyên tác điều khiển theo chiều đứng:

Là việc phát xung điều khiển dưa trên cơ sở so sang phần ử phituyến một đại lượng xoay chiều mà ta gọi là điện áp tựa co dạng chuẩnhình sin hoặc răng cưa với điện áp một chiều tạu điểm ma 2 điện áp bằngnhau thì hiệu số của chúng sẽ đổi dấu , lúc đó trên phần tử phi thuyền sẽphát ra xung điều khiển ,pha của xung điều khiẻn có thể thay đổi bằngcách đổi tính hiệu điều khiển ,thong thường ,phần tử phi thuyền sẽ sữdụng Transitor

Hình 2-3.Sơ đồ khối của nguyên tắc điều khiển theo chiều đứng

Trong đó: 1 Khối bộ tạo điện áp tựa: đồng pha

2 Thiết bị đầu vào

3 Thiết bị so sánh

4 Thiết bị tạo xung

II.2.2/ Nguyên tắc điều khiển theo khuếch đại mức song:

2

A

Tiristor K G

Hình 2 – 4: Sơ đồ khối của yên tắc điều khiển theo khuếch đại mứcsóng.

Trong nguyên tắc này dùng hai điện áp:

- Điện áp tựa Ur là một điện áp cosinus (vượt trước điện áp A-nốt _K-tốt Tiristor một góc 2 )

Điện áp điêu khiển UC là điện áp một chiều, có thể điều chỉnh đượcbiên độ theo 2 hướng (dương và âm)

Trên hình vẽ, đường đứt là điện áp đồng bộ với điện áp A nốt, K tốt,Tiristor.Từ điện áp đồng bộ này người ta tạo ra điện áp tức

Bằng cách làm biến đổi UC người ta điều chỉng góc

0 ≤ Uc≤Ucmax

UrUcmaxcostKhi: Ur +Uc =0 người ta nhận được một pha xung ở đầu ra củakhâu so sánh

II.2.3 Nguyên tắc điều khiển theo góc tà:

Nguyên tắc này sữ dụng trên nguyên tắc UST.Lợi dụng điệu kiện

tự dao động của UST để tạo điện áp răng cưa khống chế góc mở Tiristor

 1  2

U c = U dk U

Hình 2 – 5: Nguyên tắc điều khiển theo góc tàTrên hình vẽ:

- Điện áp tựa, kí hiệu Ur có dạng hình răng cưa đồng pha điện áp đặtlên Anốt – Ktốt của Tiristor

- Điện áp Uc điện áp điều khiển ,là điện áp một chiều có thể điềuchỉnh được biên độ

Nhờ có điều khiển tự dao động của UST tạo được điện áp răng cưa

Ur khác nhau có góc α mở của tiristor khác nhau

Uc > 0  α >0

II.2.4 Nguyên tắc điều khiển theo chiều ngang:

Khi ở đầu vào có điện áp Uđk, dựa vào bộ dịch pha kiểu cầu có đầu

ra và tín hiệu hình sin pha thay đổi theo Uđk

Hình 2 – 6: Sơ đồ khối của nguyên tắc điều khiển theo chiều ngang

Trong đó:

1:.Khối đầu vào

2 Bộ dịch pha kiểu cầu

A

4 3

2 1

5

Trong mạch tải có điện cảm L nên iđ là dòng liền tục iư = iư góc mở αđược tính từ giao điểm hai điện áp pha (phần giá trị dương).

6 /

2

2

6 3 sin

T3

ea

eb ec

i â

M

u â

Hình 2-7: Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha khi không có trùng dẫn

Hình 2-8: Đồ thi dạng sóng điện áp và dòng điện khi không có trùng dẫn

III.2/ Sơ đồ tia 3 pha khi có hiện tượng trùng dẫn:

T1

T2

T3 N

Hình 1 - 9: Đồ thị dạng sóng điện áp và dòng điện khi có trùng dẫn

Gỉa sử T1 đang dẫn dòng điện iT1 khi  =  2 cho xung điều khiển mở T2

 cả hai Tiristor T1 vàT2 đều mở  cho dòng điện làm ngắn mạch hainguồn eavà eb

2 )

3 )

2

( 2

d c s

2 2

6 5

2

d

do d

d

R

U U

Đối với bất kì sơ đồ nào điện áp chỉnh lưu ra đều nhấp nhô, có tínhxung Đó là điện áp chỉnh lưu ra gồm thành phần một chiều và thànhphần xoay chiều.

Uđ = Uđ + Uđ (xoay chiều)

Trong đó Uđ (xoay chiều) là tổng các sóng hài của điện áp chỉnh lưu.Biên độ của chúng phụ thuộc vào điện trở của máy biến áp của van, tínhchất của phụ tải, bậc sóng hài và sơ đồ chỉnh lưu.Để khảo sát được đơngiản ta xem tải và thuần trở và bỏ qua điện trở của mạch điện xoay chiều

Ở hình 2-11, trình bày dạng điện áp chỉnh lưu với chu kỳ biến thiênlà:2m , (ở đây m là số xung điện áp chỉnh lưu trong một chu kỳ)

u

0 ud

Uđ

sin 1

an = Uđ0

sin 1

K m

Trong các biểu thức trên:

m: số xung áp trong một chu kỳ

N: Km

Biên độ toàn phần của sóng hài thứ n (n =Km)

an = an 2 an2 = Uđocos 2 2 1 2 2cos2

1

2

m K m

K   Gía trị hiệu dụng của sóng hài thứ n viết dưới dạng tương đối

m K m

K   Hình 1-12 biểu diễn các giá trị sóng hài Un* theo góc điều khiển .Qua hình 2-12 thấy rằng góc điều khiển càng lớn thì biên độ sóng hàicàng tăng

Trường hợp có xét cả hiện tượng trùng dẫn thì giá trị hiệu dụng củasóng hài thứ n xác định theo biểu thức sau

u

0

10 20 30 40 50 60 70 80 0,05

0,1 0,15 0,2 0,25 0,3

Hình 2-12: Quan hệ của Un* và

Un=

) 1 (

) 1 cos(

) )(

1 ( cos )

1 (

) 1 cos(

) )(

1 (

m

m m

do

K

K K

K

K K

+

) 1 (

) 1 sin(

) )(

1 ( sin )

1 (

) 1 sin(

) )(

1 (

m

m m

do

K

K K

K

K K

I/ KHÁI NIỆM:

Hệ T – Đ là một hệ biến đổi van điều khiển động cơ Bộ biến đổi vanđiều khiển là một loại nguồn điện áp một chiều Khi nối vào mạch phầnứng động cơ một chiều kích từ độc lập ta sẽ được hệ truyền động Tiristor-động cơ theo sơ đồ sau:

E

E Eb

Bộ biến đổi Tiristor có nhiệm vu biến đổi dòng điện xoay chiều củalưới điện thành dòng một chiều cung cấp cho phần ứng động cơ Nó cònlàm nhiệm vụ điều khiển sức điền động của bộ biến đổi Do đó điều khiểnđược tốc độ động cơ

Một bộ biến đổi van có thể gồm máy biến áp lực, van, kháng lọc,thiết bị bão vệ và hệ thống điều khiển.tuỳ thuộc số lượng van và cách nối,

ta chia làm hai loại: Loại sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu

II/ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN T-Đ:

Để điều khiển cho động cơ điện một chiều ta dung sơ đồ chỉnh lưu

ba pha hình tia như trên

III/ VAI TRÒ CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ T-Đ

Dùng để biến đổi giá trị điện áp lưới cho phù hợp với cấp điện ápcho động cơ.Ngoài ra còn có chức năng biến đổi số pha, tạo điểm trungbình cần thiết, bão vệ truyền động điện khi ngắt mạch động lực, cách điệngiữa phụ tải và lưới điện để vận hành an toàn, hạn chế ảnh hưởng đếntruyền động có độ nhạy cao,thứ cấp nối Y để phù hợp với nhóm van

III.2/ Nhóm van

Là nhóm ba van nối theo hình tia, có nhiệm vụ nắn dòng cho phùhợp với động cơ

III.3/ Cuộn kháng san bằng x sb :

Có nhiệm vụ hạn chế thành phần xoay chiều của dòng phụ tải, hạnchế dòng điện ngắn mạch chạy qua van ở giữa chu kỳ của điện áp lưới vàkhi sảy ra ngắn mạch ở phụ tải

III.4/ Bộ điều khiển:

Có nhiệm vụ thay đổi góc mở  của van và do đó thay đổi đượcđiện áp cung cấp cho động cơ

IV/ SỨC ĐIỆN ĐỘNG CỦA BỘ BIẾN ĐỔI:

Với thời điểm đặt xung áp điều khiển đã chọn t lên các van điện ápkhông tải Của các bộ biến đổi tương ứng sẻ có dạng đường cong đậpmạnh eb=f(θ) như hình sau:) như hình sau:

cb

0

cb

Hình 2-15: Đồ thị sức điện động của bộ biến đổi van

Việc sử dụng van ở trong mạch điện làm cho quan hệ giữa áp vàdòng của bộ biến đổi mang những đặc điểm khác biệt với biến đổi máyđiện Để phân tích các quan hệ đó ta sữ dụng sơ đồ thay thế của bộ biếnđổi trên

I Æ

Hình 2-17: Các đồ thị sức điện động và dòng điện

Với e2: Sức điện động pha thứ cấp của máy biến áp

∆Uv; Sụt áp thuận trên một van

R = Rba + Rư +Rkh

L = Lba + Lư + Lkh

R, L: Điện trở và điện kháng tổng của mạch bao gồm máy biến áp,phần ứng động cơ và kháng lọc, trong đó Rba , Lba lấy giá trị một pha củamáy biến áp

Sơ đồ hình tia dòng chỉ chạy qua một máy biến ap và một van

Gỉa sử xét quá trình lam việc của hệ rong khoảng thong của một vannào đó, đố thị sức điện động và dòng điện trong hệ có dạng như Hình 2-17

Nếu van mở tại thời điểm t o ứng với góc  o= θ) như hình sau: o tính từ góc củahình sin e 2,thì từ sơ đồ thay thế Hình 2-16 ta có:

E2msin (θ) như hình sau: + o) = E + ∆Uv + Riư + L

dt

di u

(2-4) Đặt: T = R

L

: hằng số thời gian điện từ củamạch

 = arctg(θ) như hình sau:):góc pha của mạch

 Nghiệm của phương trình (2-4)là:

Iu={[RIc+E- E2m cos4sin(αo –φ)] C-0cotgφ -[E –E2m cosφ sin (θ) như hình sau: +αo-φ)]}

0 u



Ở trạng thái dòng liên tục van này chưa khoá thì van kế tiếp đã mở ,việc mở của van tiếp là điệu kiện cần của khoá van đang dẫn Do đó trênđầu ra của bộ biến đổi ta luôn nhận được bộ điện áp lấy trực tiếp từ cácđầu nối của dây quấn thứ cấp máy biến áp Với giả thiết bỏ qua sụt áptrên van thì điện áp ra của bộ biến dổi ở trạng thái dòng liên tục sẽ làđường bao,do chính là sứt điện động của bộ điều khiển.Giá trị trung bìnhcủa nó được xác định như sau

 = o=(2 -p ) góc mỡ van tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên

E2m là biên độ sức điện động pha thứ cấp máy biến áp Ở trạng tháidòng liên lục,sụt áp tổng trong bộ biến đổi bao gồm ; sụt áp do dòng tảingay ra trên các điện trở tác dụng của nó và sụt áp do hiện tượng chuyểnmạch từ van này sang van khác.

Hình 2-19: Đồ thị sức điện động và bộ biến đổi

Và dòng tải ở các trạng thái liên tục

a: Liên tục

b: Gián đoạn

Hình 2-21: Sơ đồ thay thế hệ T – Đ ở trạng thái dòng liên tục.

Đồng thời nó có dạng tương đương như hình 2-16.Khi điện khángcủa mạch nhỏ sức điện động của động cơ đủ lớn thì dòng tải sẻ trở thànhgián đoạn ở trạng thái này dòng qua một van bất kỳ bằng không trước khivan mở kế tiếp Do đó, phần ứng động cơ tựa như dòng cắt và nguồn mộtcách xen kẻ

Khi van thông: 0 0 , ta có Cb=C2 và khi van ngắt   2p

2

0 0

2 2

g

x

cot exp

cot exp sin

V / ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ:

Ở trạng thái dòng liên tục ta dựa vào sơ đồ thay thế sau để viếtphương trình đặc tính cơ

u dm

KH u b dm

v

K

R R R K

U E

R R R K

U E

dm

KH u b dm

v bm

Từ (2-17) ta thấy đặc tính cơ điện và đặc tính cơ là những đườngthẳng

Độ cứng đặc tính cơ

KH b u

dm

R R R

o

K

U E

Hình 2-19: Đặc tính cơ của động cơ trong hệ T-Đ.

và do van không cho dòng phần ứng đổi chiều

Biểu thức (2-15) cho thấy rằng đặc tính cơ của hệ T-Đ mềm hơn đặctính tự nhiên và mềm hơn đặc tính cơ của hệ P - Đ: đó là điện trở trong K3

của bộ biến đổi có chứa thành phần đẳng trị do hiện tượng chuyển mạchcác van

ba

X

P R

và truyền năng lượng cho động cơ.Sơ đồ thay thé của trường hợp này vẽtrên Hình 2-22a

Nếu cho  90 0, nếu truyên động có tải thế năng Để quay trục động

cơ theo chiều ngược   0với một giá trị đủ lớn thì dòng vẫn tồn tạitrong mạch theo chiều của sức điện động động cơ Lúc đó động cơ hãmtái sinh, còn bộ biến đổi làm việc ở trạng trái nghịch lưu nhận năng lượng

từ động cơ để biến đổi thành dòng điện xoay chiều rồi trả về lưới.Sơ đồthay thế của hệ được vẽ trên Hình 2-22,các đặc tính cơ tương ứng vớitrạng thái này nằm trong góc phần tư thứ IV(miền ghi chữ trên Hình 2-24)

Trường hợp   90 0 nghĩa là Eb>0, nhưng ngoại lực làm cho động cơquay ngược   0 thì được sơ đồ thay thế Hình 2-22d Đó là sơ đồ hãmngược, tương ứng với những đoạn đặc tính kẹp giữa trục hoành và tia O.Như vậy, nếu sử dụng bộ biến đổi đơn như sơ đồ đã nêu Hình 2-16thì máy điện chỉ làm việc ở trangj thái động cơ với chiều quay  0, còntrạng thái hãm chỉ có thể xảy ra khi ngoại lực làm cho động cơ quay

ngược  0.Nguyên nhân hiện tượng này là do tính dẫn một chiều củavan.

Dạng đặc tính thẳng (phương trình (2-17) và hình 2-24) chỉ đúng vớitrạng thái dòng liên tục mà thôi

Khi tải đủ nhỏ, dòng Iư giảm đến giá trị mà năng lượng điện tử tíchluỹ trong kháng điện không đủ để duy trì dòng một cách liên tục thì sẽxuất hiện trạng thái dòng gián đoạn Như đã trình bày,các hệ thống trong

bộ biến đổi và đặc tính của hệ truyền động điện ở trạng thái này đều khác

so với trạng hái dòng liên tục

Để dựng đường đặc tính cơ ở trạng thaí dòng gián đoạn, dựa vàoquan hệ(2-5) kết hợp(2-16) Bằng cách thay E = K đmvào hai biểu thức

2

1 sin 2

cot exp sin 0







(2-21) Trong đó bỏ qua U v

Khi thay đổi giá trị , điểm B sẻ dịch chuyển trên nửa đường E Lipnhư đường nét đứt Hình 2-24

Tốc độ không tải lý tưởng của động cơ không phải là  0(biểu thức2-19) khi dòng phần ứng Iư  0 Rõ rang Iư chỉ có thể tiến đến 0 khi E tiếnđến giá trị lớn nhất của sức điện động nguồn Eb

Nhận xét này được minh hoạ bởi hình sau

i Æ

i Æ

i Æ

Khi góc mở  P.Hình 2-23 a và b Gía trị lớn nhất của eb chính làbiên độ của điện áp thứ cấp.

Khi P Hình 2-23c và d Gía trị đố là giá trị tức thời của điệ ápthứ cấp tại thời điểm mở van do đó:

p vói

p E

E

p vói E

0 2 2 0

K

p E

p vói

K E E

K

dm m dm m

1

2 2

cố gắng làm hẹp vùng gián đoạn Các biện pháp thường dùng là nốikháng lọc đủ lớn tang số lần đập mạch P của bộ biến đổi, nối van đệmdùng những sơ đồ đặc biệt

VI/ VẤN ĐỀ TỰ ĐỘNG HÓA VÙNG KÍN:

Hệ truyền động T – Đ nhờ vào việc sử dụng van điều khiển và nhờvào bộ biến đổi có hệ số khuếch đại lớn hơn nên có thể thiết lập hệ truyềnđộng vùng kín để mở rộng dải điều chỉnh và cải thiện một số đặc tính làmviệc của hệ như tăng khả năng quá tải, ổn định tốc độ làm việc

Hệ thống T – Đ mà vừa khảo sát dùng điều chỉnh tốc độ của động cơmột chiều kích từ độc lập Trong quá trình điều chỉnh điện áp phần ứngđược thay đổi để đáp ứng yêu cầu tốc độ đặt Qua khảo sát trên ta thấyrằng tốc độ của độ của động cơ được điều chỉnh nhờ thay đổi  0, còn độcứng đặc tính cơ được giữ không đổi

Để đơn giản, bỏ qua vùng điện không liên tục thì đặc tính điều chỉnhcủa hệ thống này là đường thẳng nét đứt ở hình sau

min min





u

Scp.

Khi đó tìm biện pháp ổn định hóa tốc độ, nghĩa là phải điều khiển Eb

sao cho khi tải tăng, Ebtăng theo bù lượng sụt tốc Nếu khi không tải sứcđiện động của bộ biến đổi là Ebotương ứng với tốc độ omin thì khi tảităng Mđm của sức điện động của bộ biến đổi phải tăng lên Eb1 Nhờ đóđiểm làm việc của hệ thống không phải là l mà là điểm l tương ứng vớitốc độ  min mức độ biến đổi của E phải đảm bảo sao cho:

min 0

min min

cp

cp m

S

S D

dm

dm cp

cp m

M S

S D

0 1 ) 1 (

có thể điều khiển hệ thống ba pha sau:

a/ Điều khiển Eb theo dòng phần ứng

b/ Điều khiển Eb theo điện áp phần ứng

c/ Điều khiển Eb theo động cơ chấp hành

Ba phương pháp trên có thể chấp hành nhờ vào việc thiết lập các hệvùng kín dùng các khâu như: phản hồi dương dòng, phản hồi âm điện áp,phản hồi âp tốc độ hoặc có thể dùng phản hồi hỗn hợp

Tùy thuộc vào yêu cầu của từng phụ tải và tính chất công nghệ mà

hệ truyền động điện áp ứng, khi thiết kế có thể chọn một khâu nào đó đểhợp lý để dạt được các yêu cầu đề ra và thỏa mãn tính chất đơn giản củathiết kế

Uht

+

Uđặ t

Hình 2- 25: Sơ đồ hệ T-Đ dùng mạch phản hồi tốc độ.

Kt

Kt

Kt=0

M

Hình 2-25: Đường dặc tính cơ của hệ có hồi tiếp đm tốc độ

Để tạo đặc tính mong muốn có thể điều khiển Eb theo hăm của tốc độđộng cơ, từ phương trình đặc tính cơ:

m dm

dm u

Eb = 

 1

K K R K

E

d

dm d d

Từ Hình 2-24 có thể viết:

Eb = Kb (Uđặt - Kt (2-30)Trong đó: Kb hệ số khuếch đại của bộ biến đổi

:hệ số khuếch đại động cơ (2-33)

Từ phương trình (2-30) viết được phương trình đặc tính cơ cử hệ số hồitiếp âm tốc độ là:

M K C K

RC K

C K

U K C

b d t

d b

d t

đăt d d

2

Quan hệ (34) được biểu diễn bằng những đường thẳng trên Hình

RC

U C K

Hệ số khuếch đại theo yêu cầu:

m

C K

I/ XÁC ĐỊNH ĐIỆN ÁP RA CỦA BỘ BIẾN ĐỔI:

Để chọn các thiết bị trong mạch động lực cũng như mạch bảo vệ,trước hết cần xác định được điện áp ra của bộ biến đổi Tiristor

Qua khảo sát ở phần II cho thấy, điện áp ra của bộ biến đổi phụthuộc vào góc mở  của Tiristor

U = U cos (  : góc hòa pha ban đầu)

Như vậy, việc tính chọn các phần tử phải được tiến hành trongtrường hợp góc  = 0, và lúc này dòng chảy qua động cơ được xem làliên tục.

Điện áp ra của bộ biến đổi được tính:

U’

đo = Uđ +UCK + Ucm + VUV + Ucđ + Uba.(3-1) Trong đó: Uđ = 400V là điện áp định mức của động cơ

UCK: là điệ áp rơi trên điện cảm cuông kháng san bằng Đểnhằm năng cao độ cứng đặc tính cơ, phải chọn sao cho tổn thất trên cuộnkháng càng nhỏ càng tốt, thường chọn  UCK = 0,008Uđ =0,008.400=3,2(V)

Ucm : là điện áp rơi do sự chuyển mạch, được xácđịnh

 Ucm =  U N U d

100

%.Với UN%: Là điện áp ngắn mạch của MBA thườngnằm trong khoảng từ (57) %, chọn UN% = 6%

:là hệ số phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu.Đối với sơ

đồ hình tia = 0,7

 Ucm = 0,168(V)

 U V: là điện áp rơi trên một van chỉnh lưu, với van bán dẫn chọn  U v = 0,7(V).

V: Là hệ số phụ.Đối với sơ đồ hình tia V-1.

 U cđ : điện áp rơi trên chổi điện của động cơ.Trong tính toán sơ bộ được bỏ qua.

 U ba : là điệnáp trên điện trở tác dụng của MBA, thường

102,61817

.1

II/ TÍNH CHỌN MÁY BIẾN ÁP CUNG CẤP:

II.1/ Sơ đồ nối dây của Máy biến áp:

Trong MBA các cuộn dây sơ cấp thường được nối theo kiểu saohoặc tam giác Đối với sơ đồ MBA có sơ cấp nối sao, công suất tính toán

VIệc nối dòng thứ cấp với van chỉnh lưu đã làm cho MBA khôngthực hiện chế độ làm việc bình thường của mình, bởi vì dòng thứ cấp códạng nhấp nhô (do chỉnh lưu van), còn dòng trong cuộn sơ cấp lại là dòngxoay chiều Sóng nhấp nhô của cuộn thứ cấp được triển khai thành sónghài bậc cao và bậc 1, chúng tạo ra từ thông  tác dụng ngược chiều nhautrong mạch từ và khép kín qua mạch từ và bỏ qua MBA, do đó ảnh hưởngđến chế độ làm việc của MBA.

Sự phân bố dòng và áp mạch sơ cấp MBA khi mạch thứ cấp có dòngmột chiều được xác định theo định luật Kiêchốp đối với mạch điện và từkhi cuộn sơ cấp MBA đấu theo hình sao

a B

a A

i I

i I

i I

3 3 3

(3-5)Như vậy, sức từ động của lõi sắt thứ nhất là:

FOA = W( I a I a I a I a WI a

3

1 ) 3

1 3

1 3

Trong quá trình chuyển mạch giữa các van, chiều và giá trị  cb

không đổi chiều do sự phân bố tương đối giữa các nguồn sơ cấp và thứcấp vẫn giữ nguyên, do đó làm tăng từ thông trong các trụ máy biến áplên rất nhiều trong nữa chu kỳ mà từ thông xoay chiều với  cb.Đẻ tránhbảo hòa mạch từ phá hoại chế độ làm việc của máy biến áp ta phải tăngtiết diện tổng của máy biến áp lên rất nhiều Điều đó không chỉ làm tăngsản lượng sắt máy biến áp mà còn tăng trọng lượng các cuộn dây và tiếtdiện lỏi sắt có chiều dày trung bình các cuộn dây tăng lên

Sự mất đối sứng của dòng điện sơ cấp và thứ cấp máy biến áp khi cótải vẫn giữ nguyên khi nối cuộn sơ theo dạng tam giác Vì khi nối tamgiác sự phân bố của dòng trong các cuộn dây tăng theo định luật Kiêchôp2

Tổng các sức từ động triệt tiêu khi tổng đại số các từ thông trong