đồ án thiết kế hệ thống điện tử công suất(đc một chiều kích từ độc lập)

Những máy này không những công suất cao, thao tác dễ, nhẹ và chấtlượng chính xác …  Ngoài ra truyền động điện còn có ưu điểm về tính linh hoạt trong việcphân phối năng lượng, truyền đạt

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước ta đang bước vào thời kỳcông nghiệp hoá - hiện đại hoá với những thành tựu đã đạt được cũng như nhữngkhó khăn thách thức đang đặt ra Ngày nay với sự phát triển mạnh của khoa học,đặc biệt là nghành điện tử công suất có vai trò quan trọng trong hầu hết các lĩnhvực sản xuất công nhiệp và trong đời sống hàng ngày Các thiết bị Điện tử côngsuất tham gia hầu hết các quá trình, bắt đầu từ sản xuất ra điện đến truyền tải,phân phối và tiêu thụ điện năng Điện tử công suất góp phần điều khiển các quátrình biến đổi năng lượng từ điện sang điện, từ điện sang cơ, từ cơ sang điện, từđiện sang các năng lượng khác, nhờ đó mà các quá trình hay hệ thống thiết bị cóthể hoạt động được một cách hiệu quả nhất

Vì tính thực tiễn cao nên em đã được giao cho làm đồ án môn học với nội

dung đề tài “Thiết kế hệ thống truyền động van - động cơ một chiều kích từ độc lập không đảo chiều quay”

Bản đồ án bao gồm 6 phần:

Chương I Phân tích, lựa chọn phương án truyền động điện

Chương II Chọn và phân tích mạch động lực

Chương III Chọn và phân tích mạch điều khiển

Chương IV Chọn thiết bị

Chương V Xây dựng đặc tính tĩnh

Chương VI Thuyết minh sơ đồ nguyên lý

Sau thời gian liên tục được sự hướng dẫn tận tình của cô giáo hướng dẫn vàthầy cô trong bộ môn, sự giúp đỡ của bạn bè trong lớp Đến nay bản đồ án của

em đã hoàn thành

Qua đồ án này em muốn gởi lời cảm ơn đến thầy cô trong bộ môn đã tần tìnhhướng đẫn để em hoàn thành bản đồ án này Đồng thời em muốn gởi lời cảm ơn

sâu sắc tới cô giáo Nguyễn Hải Bình người ra đề tài và hướng dẫn em trong

suốt thời gian qua

Mặc dù được sự hướng dẫn chỉ bảo của thầy cô và sự cố gắng của bản thân.Xong kiến thức còn hạn hẹp, điều kiện tiếp xúc thực tế chưa nhiều Nên bản đồ

án này không tránh những thiếu sót nhất định Em mong tiếp tục được sự chỉ bảocủa thầy cô cũng như là sự góp ý chân thành của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên

LÊ VĂN CƯỜNG

Chương I PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG

 Truyền động điện là một hình thức tiêu thụ điện năng chủ yếu trong cácngành sản suất và đặc biệt nó hầu như là nguồn động lực chính dùng trong côngnghiệp Nó là phương tiện chủ yếu để giải phóng sức lao động cho người côngnhân

 Giá thành điện năng rẻ hơn nhiều loại năng lượng khác nên cho phépgiảm giá thành trên các máy dùng truyền đông điện Thông thường tiền tiêu haonăng lượng chiếm khoảng 3-8% tổng số chi phí dùng để chế tạo ra sản phẩm

 Truyền động điện có ưu điểm tuyệt đối về khả năng tự động hoá Do đóhiện nay các máy dùng truyền động điện phần lớn là các máy tự động hoặc bán

tự động Những máy này không những công suất cao, thao tác dễ, nhẹ và chấtlượng chính xác …

 Ngoài ra truyền động điện còn có ưu điểm về tính linh hoạt trong việcphân phối năng lượng, truyền đạt năng lượng theo hai chiều giữa nguồn và tải,

độ tin cậy cao …

 Việc chọn được phương án truyền động phù hợp với yêu cầu công nghệ

là rất quan trọng vì sẽ giảm được chi phí lắp đặt, năng suất cao, ít tổn hao nănglượng … Ngoài ra viêc chọn phương án truyền động phù hợp sẽ tạo ra nhữngsản phẩm có chất lượng cao, giải phóng sức lao động, giảm chi phí vận hành,bảo dưỡng…

Qua phân tích ta thấy việc lựa chọn được phương án truyền đông điện hợp

lý là một khâu rất quan trọng trong việc thiết kế một hệ thống truyền động điện

1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ LOẠI ĐỘNG CƠ

Động cơ điện gồm 2 loại chủ yếu là:

* Động cơ xoay chiều:

+ Động cơ Đồng bộ

+ Đông cơ không Đồng bộ

4

* Động cơ 1 chiều:

+ Động cơ 1 chiều kích từ độc lập

+ Đông cơ 1 chiều kích từ song song

+ Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp

Xét về cấu tạo người ta chia động cơ không đồng bộ làm hai loại: Động cơrôto dây quấn và động cơ rôto lồng sóc

Sơ đồ thay thế ĐCKĐ:

Phương trình đặc tính cơ:

])

[(

3

2 2

' 2 1 1

' 2

2 1

nm

f

X s

R R s

R U M

Hình 1.1 sơ đồ thay thế một pha của động cơ không đồnng bộ

r1, X1: Điện trở và điện kháng mạch rô to.

R2’, X2’: Điện trở và điện kháng roto đã quy đổi về stato

X μ , R μ: Điện kháng và trở kháng mạch từ hóa

ω1

: tốc độ không đồng bộ

1 1







ω: tốc độ làm việc của động cơ

Đồ thị đặc tính cơ động cơ không đồng bộ

Đường biểu diễn của nó chính là đường cong như hình 1.2

Trong đó:

Sth là độ trượt tới hạn

, 2

nm

U M

sthF s

Hình1.2 Đặc tính cơ của máy điện không đồng bộ

Nhưng việc điều chỉnh tốc độ, khống chế quá trình là rất khó khăn domômen mở máy nhỏ, dòng lớn và tốc độ rất khó ổn định đặc biệt là trường hợptải Mc phản kháng

b Động cơ đồng bộ.

Động cơ đồng bộ được sử dụng khá rộng rãi trong những truyền động côngsuất trung bình và lớn, có yêu cầu ổn định tốc độ cao Động cơ đồng bộ thườngdùng cho máy bơm, quạt gió, hệ truyền động trong nhà máy luyện kim và cũngthường dùng làm động cơ sơ cấp trong tổ máy phát –Động cơ công suất lớn.Động cơ đồng bộ có độ ổn định tốc độ cao hệ số cosφ và hiệu suất lớn,vậnhành đáng tin cậy

Khi đóng stato của động cơ đồng bộ vào lưới điện xoay chiều có tần sốf=const động cơ sẽ làm việc với tốc độ đồng bộ ω1 = 2 π f1

P không phụ thuộc vàotính chất của tải

Trong phạm vi mômen cho phép M<Mmax thì đặc tính cơ tuyệt đối cứng

β=∞ còn khi M>Mmax thì động cơ sẽ mất đồng bộ

Động cơ này là việc động cơ tốc độ gặp khó khăn do chỉ có phương phápduy nhất là biến tần nguồn điện Tuy nhiên ,do gặp sự phát triển mạnh mẽ của kỹthuật điện tử thì nhược điểm này đã được khắc phục bằng các bộ biến tần côngnghiệp cảu các hãng sản xuất thiết bị điện tử công nghiệp nỗi tiếng trên thế giớinhư SIEMENT (Đức),OMRON(Pháp)…nhưng do giá thành còn cao và hầu hếtcác công nghệ hiện nay chưa có hệ thống tuyền động thích hợp với loại động cơnày vì vậy mà động cơ đồng bộ chưa thông dụng ở nước ta

Ưu điểm nổi bật của động cơ này là có đặc tính cơ tuyệt đối cứng, như vậy

về phương diện nào đó có thể kết luận được nó đáp ứng tốt về yêu cầu côngnghệ

Nhưng việc chế tạo rất phức tạp, gặp nhiều khó khăn, thường chế tạo máy

có công suất trung bình và lớn, giá thành cao Đặc biệt là quá trình điều chỉnhtốc độ là rất khó khăn, luôn luôn cần có bộ biến tần đi kèm

Như vậy, loại động cơ này có yêu cầu cao về chỉ tiêu kỹ thuật, công nghệcũng như về chỉ tiêu kinh tế nên không phù hợp với yêu cầu của đề tài

c Kết luận

- Động cơ không đồng bộ:

Ưu điểm: Có cấu tạo đơn giản đặc biệt là động cơ rô to lồng sóc, có kíchthước nhỏ làm việc tin cậy, trọng lượng nhỏ dễ sử dụng, vận hành sửa chữa, làmviệc trực tiếp với lưới điện 3 pha, giá thành đầu tư rẻ

Nhược điểm: Hệ số cosφ và hiệu suất không cao, dải điều chỉnh hẹp, độ sụttốc độ lớn khi điều chỉnh

8

này có yêu cầu cao về chỉ tiêu kỹ thuật, công nghệ cũng như về chỉ tiêu kinh tếnên không phù hợp với yêu cầu của đề tài.

1.2.2 Động cơ một chiều.

Động cơ một chiều được ra đời từ rất sớm và loại động cơ này khá hoànchỉnh Hiện nay nó được ứng dụng trong các hệ truyền động điện từ công suấtnhỏ đến công suất lớn Đây là động cơ sử dụng năng lượng điện một chiều Gồmđược chia làm:

+ Động cơ một chiều kích từ nối tiếp

+ Động cơ một chiều kích từ độc lập

+ Động cơ một chiều kích từ song song

a Động cơ một chiều kích từ nối tiếp

Đặc điểm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp là cuộn dây kích từ mắcnối tiếp với cuộn dây phần ứng, nên cuộn dây kích từ có tiết diện lớn, điện trởnhỏ, số vòng ít, chế tạo dễ dàng

Sơ đồ nguyên lý

Phương trình đặc tính ω=

U u Kφφ−

R u Kφφ I u

Nếu phản ứng phần ứng được bù đủ:  = C.Iư

Thế vào phương trình (*) ta nhận được:phương trình đặc tính cơ

Trong thực tế những hệ thống truyền động có yêu cầu thay đổi tốc độ theophụ tải thì không nên sử dụng loại động cơ này

Ta thấy loại này có cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng động cơ nên dòngkích từ chính là dòng phần ứng động cơ (Iư = Ikt)

Do vậy khi Iư biến đổi thì từ thông  cũng biến đổi sẽ gây ra hiện tượng

Tốc độ càng giảm thì độ cứng đặc tính cơ càng tăng

Điện trở phụ càng tăng thì độ cứng đặc tính cơ càng giảm

10).

Hình 1.5 đặc tính cơ của ĐCMC kích từ nối tiếp

M 0

TN (Rf = 0) NT (Rf 0)

(b)

Loại động cơ này có khả năng quá tải về Mômen nhờ kích từ nối tiếp, do

đó ở vùng Iư lớn hơn định mức thì Mômen tăng nhanh hơn sự tăng của dòng do

đó nó có khả năng khởi động tốt và làm việc quá tải

Động cơ được làm việc ở chế độ không tải M = 0)., tốc độ động cơ tăng lênrất nhiều so với tốc độ định mức làm cho độ bền của máy và cổ góp giảm vì vậyđộng cơ luôn phải làm việc với tải lớn hơn (15-20).) % tải định mức

Mặt khác, từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng nên khảnăng chịu tải của động cơ bị ảnh hưởng rất lớn của điện áp lưới Điều này gâykhó khăn trong quá trình điều chỉnh và ổn định tốc độ, quá trình này chỉ có hiệuquả ở tốc độ rất thấp và hiệu quả không cao, ở tốc độ cao đạt được điều này làrất khó khăn

Do vậy, động cơ này không phù hợp với yêu cầu

b Động cơ một chiều kích từ độc lập.

Đặc điểm của động cơ một chiều kích từ độc lập có cuộn dây kích từ mắcvào nguồn một chiều độc lập (nguồn có công suất không đủ lớn) và cũng có thểcuộn kích từ mắc song song với mạch phần ứng (nguồn có công suất vô cùnglớn)

.

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lí động cơ kích từ độc lập

Do mạch kích từ nằm độc lập với mạch

phần ứng nên từ thông kích từ ∅= const khi

tải thay đổi

Phương trình đặc tính cơ:

11

Phạm vi điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ bền cơ khí kếtcấu cơ của máy, khả năng chuyển mạch cổ góp, độ duy trì tốc độ đặt dưới sự daođộng của phụ tải tĩnh.

Hình 1.7 Đặc tính cơ của ĐC một chiều

kích từ độc lập

- Từ thông chính của động cơ phụ thuộc vào tính chất của tải

- Đường đặc tính cơ mềm có thể chạy ở tốc độ không tải

- Loại động cơ này có cấu tạo phức tạp và giá thành cao nên ít được sử dụng trong thực tế

Hình 1.9 Đặc tính cơ động cơ một chiều kích từ hỗn hợp

c Kết luận.

Động cơ một chiều:

Ưu điểm: Dải điều chỉnh rộng, điều chỉnh thuận lợi dễ dàng khi thay đổimột trong các thông số vật lý của động cơ, có thể điều chỉnh vô cấp, mômenkhởi động lớn, quá trình khởi động êm, thời gian khởi động nhỏ hệ số quá tảilớn

Nhược điểm: Có cấu tạo phức tạp giá thành cao gặp khó khăn trong vậnhành, sửa chữa, bảo dưỡng, phải có bộ biến đổi kèm theo làm tăng chi phí đầutư

1.2.3 Kết luận chung.

Qua phân tích và các nhận xét về các loại động cơ ta thấy mỗi loại động cơ

có những ưu điểm riêng cho từng loại phụ tải giá thành và môi trường làm việc.Căn cứ vào yêu cầu thiết kế của đề tài thấy động cơ một chiều có nhiều ưu điểmhơn động cơ xoay chiều

Vì vậy em chọn động cơ một chiều làm động cơ truyền động

Qua phân tích về các loại kích từ của động cơ điện một chiều ta thấy loạiđộng cơ điện một chiều kích từ song song có kết cấu phức tạp giá thành cao nên

ít được sử dụng Kích từ nối tiếp thì cho đặc tính cơ mềm, từ thông phụ thuộc

13

vào dòng điện tải, tiết diện dây lớn, độ ổn định tốc độ kém thay đổi nhanh khi tảithay đổi Kích từ độc lập thì từ thông chính không phụ thuộc vào tải, tiết diệndây kích từ nhỏ, có thể điều chỉnh tăng giảm từ thông theo ý muốn, dải điềuchỉnh tốc độ cao, có thể điều chỉnh trơn Từ sự so sánh tương qua trên em chọnloại kích từ độc lập.

Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3phương án điều chỉnh tốc độ sau:

+) Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng

+) Điều chỉnh điện áp cung cấp cho mạch phần ứng

Hình 1.10 Các đặc tính cơ của ĐC một chiều kích từ độc

lập khi thay đổi (tăng) điện trở phụ

Rf4 _

U=Uđm=const;∅ đm =∅= cost ;R=var

Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản

Phương pháp này gây tổn hao lớn về mặt năng lượng, làm giảm hiệu suấtbiến đổi năng lượng của hệ

Phương pháp này dễ dàng thực hiện khi hệ thống không yêu cầu cao vềđiều chỉnh tốc độ

1.3.2 Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng

K u

Sai số tốc độ nhỏ, để tự động hóa

Khả năng quá tải lớn và tổn thất năng lượng nhỏ

Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng là phương pháp triệt để kể

cả khi không tải lý tưởng và điều chỉnh tốc độ ở bất kỳ vùng tải nào

1.3.3 Thay đổi từ thông kích từ

Khi thay đổi từ thông kích từ động cơ một chiều kích từ độc lập chính làđiều chỉnh mômen điện từ của động cơ M=K.∅ I ư và điều chỉnh sức điện độngquay E= K.∅ ω của động cơ.Do kết cấu của máy điện ta thường giảm từ thông ∅

K



Dòng điện ngắn mạch: I nm =

const R

U u

Kết luận: Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ

thông Nên khi từ thông giảm thì  xo tăng, còn  sẽ giảm Ta có một họ đặc tính

cơ với  xo tăng dần và độ cứng của đặc tính cơ giảm dần khi giảm từ thông Với dạng mômen phụ tải M c thích hợp với chế độ làm việc của động cơ thì khi giảm từ thông tốc độ động cơ tăng lên.

Khi thêm điện trở phụ vào mạch mạch phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ giảm

đi Với một phụ tải Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ động cơ giảm,đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm

- Phương pháp này có độ sụt tốc độ lớn khi điều chỉnh hay điều chỉnh có cấp,

độ trơn điều chỉnh lớn

- Mô men khởi động và dòng khởi động giảm nhỏ Khi điện trở phụ đưavào càng lớn thì đặc tính cơ càng mềm

- Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản

- Phương pháp này gây tổn hao lớn vê mặt năng lượng, làm giảm hiệu suấtbiến đổi năng lượng của hệ

- Phương Pháp này dễ dàng thực hiện khi hệ thống không yêu cầu cao về

18

1

02 01 0

Mn m

Mnm 1

Mnm 2

2

đm (TN)

2 1

Hình 1.12: Đặc tính cơ điện (a) và đặc tính cơ (b) của ĐC một chiều kích từ độc lập

khi giảm từ thông

điều chỉnh tốc độ.

Kết luận chung :

Qua phân tích các phương pháp điều chỉnh tốc độ trên, ta thấy phương pháp điềuchỉnh điện áp đặt vào phần ứng động cơ là phương pháp phù hợp với yêu cầucủa hệ thống là tải phản kháng Mc = const và có nhiều ưu điểm nổi bật như :đảm bảo được độ cứng của đặc tính cơ  tốt hơn, sai lệch tĩnh St nhỏ hơn, điềuchỉnh vô cấp tốt hơn, khả năng quá tải tốt hơn

-Với phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng của động cơ thì ta giữ từthông của động cơ không đổi ở giá trị địng mức, nên vấn đề là điều chỉnh mỗithông số Uđk để có đặc tính phù hợp với việc điều chỉnh đơn giản, dễ tự động hoátrong việc ổn định tốc độ động cơ bằng các mạch vòng phản hồi

-Độ cứng của đặc tính cơ ứng với phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng của động cơ chỉ phụ thuộc vào điện trở trong của bộ biến đổi, điện trở mạch phần ứng của động cơ và từ thông của động cơ Nên ta có thể tính toán để có độ cứng  phù hợp đảm bảo sai số trong phạm vi cho phép

Qua những phân tích cụ thể 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ trên ta thấymỗi phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp vớitừng yêu cầu công nghệ

Căn cứ công nghệ của đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ bằng cáchđiều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm như:

- Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng

- Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp

- Sai lệch tĩnh nhỏ , =const trong toàn dải điều chỉnh

- Dể thực hiện tự động hoá

- Mức độ phù hợp tải

19

Mc = const

Pc = var

=>Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện ápmạch phần ứng động cơ

1.4 CHỌN BỘ BIẾN ĐỔI ĐỂ CẤP ĐIỆN ÁP PHẦN ỨNG CHO ĐỘNG CƠ.

1.4.1 Hệ truyền động máy phát – động cơ (F-Đ)

Bộ biến đổi này gồm có máy phát một chiều kích từ độc lập phát ra điện

áp cung cấp cho mạch phần ứng động cơ, máy phát này thường do động cơ sơ cấp KĐB và pha ĐK kéo quay và tốc độ quay của máy phát là không đổi

Sơ đồ nguyên lý như sau:

Hình 1.13 Sơ đồ nguyên lý hệ truyền động máy phát – động cơ (F-Đ)

Hoạt động trong hệ truyền động F-Đ nguồn cấp cho phần ứng động cơ là bộbiến đổi máy điện (máy phát điện 1 chiều kích từ độc lập) Động cơ Đ truyền động máy sản xuất được cấp điện từ máy F Động cơ sơ cấp kéo máy F với tốc

độ không đổi là động cơ KĐB

Người ta đã chứng minh được

E F = Kφ F.∅ F.ω F = Kφ F.ω F.C.i kF

20).

Khi ta thay đổi được E F tức là thay đổi được điện áp đặt lên động cơ.

Nếu đặt R = R ưF + R ưD thì ta có phương trình đặc tính của hệ như sau

Từ hệ trên ta thấy khi điều chỉnh dòng kích từ máy phát thì điều chỉnh tốc

độ không tải còn độ cứng đặc tính có thì không đổi

+ Hệ thống làm việc linh hoạt ở 4 góc phần tư

+ Thực hiện tốt việc đảo chiều và các chế độ hãm

+ Phù hợp với tải Mc = const

Nhược điểm:

+ Công suất lắp đặt của hệ thống lớn gấp 5 lần công suất tải

+ Việc gia công nền móng tốn kém, diện tích lắp đặt lớn

21

+ Bảo quản phức tạp, gây tiếng ồn lớn

+ Hiệu suất không cao do sử dụng nhiều máy điện

+Việc điều chỉnh sâu bị hạn chế, do các máy phát một chiều có từ dư, đặc tính từ hóa có trễ

1.4.2 Bộ biến đổi chỉnh lưu Thyristor – Động cơ (Hệ T-D)

- Sơ đồ nguyên lý

Hình 1.14 Sơ đồ nguyên lý bộ biến đổi chỉnh lưu Thyristor – Động cơ (Hệ T-D)

Trong bộ biến đổi van các van làm nhiệm vụ biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một chiều cung cấp cho phần ứng động cơ và giá trị này có thể thayđổi được bằng cách thay đổi U đk

Nguyên lý điều khiển : Khi có U đk thông qua bộ phát xung (FX) sẽ điều khiển các Thyristor và nhận được điện áp chỉnh lưu Bằng việc thay đổi U đk ta sẽ thay đổi được góc mở của T và thay đổi được giá trị điện áp đầu ra

*Nhận xét

Ưu điểm

+ Tính tác động nhanh, hệ thống gọn, nhẹ, dễ tạo ra hệ thống vòng kín, hệthống nâng cao được độ cứng, đặc tính cơ và mở rộng phạm vi điều chỉnh, có thể điều chỉnh vô cấp, sai lệch tĩnh nhỏ

+ Phạm vi điều chỉnh rộng 10).0) ÷ 10).0).0)

+ Dễ tự động hóa hệ thống, tác động nhanh, hoạt động tin cậy, không gây

ồn, không cần nền móng đặc biệt và hiệu suất cao

Nhược điểm

+ Đặc tính cơ mềm hơn hệ F-Đ

22

+Hệ thống chịu nhiều ảnh hưởng của nhiệt độ khi dòng nhỏ xuất hiện vùng gián đoạn, khả năng linh hoạt khi di chuyển trạng thái không cao, hệ thống đảo chiều phức tạp khả năng quá tải của các van kém.

+ Do các van có tính phi tuyến nên điện áp chỉnh lưu ra có dạng đạp mạchrất cao

+Hệ số công suất nói chung là thấp

KẾT LUẬN

Ta chọn hệ thống truyền động như sau:

Động cơ: Động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Phương pháp điều chỉnh tốc độ: Thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ

Loại BBĐ hệ truyền động T-D

CHƯƠNG II CHỌN VÀ PHÂN TÍCH MẠCH ĐỘNG LỰC

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Bộ biến đổi là bộ phận quan trọng của hệ truyền động nó quyết định khả năng và chất lượng điều chỉnh ở các chế độ làm việc Trong hệ TĐĐ đang xét thìđộng cơ là loại động cơ 1 chiều kích từ độc lập và có công suất không lớn lắm,

hệ truyền động đã chọn là hệ T-Đ Ta xet sơ đồ chỉnh lưu sau:

Sơ đồ tia 2 pha có Đ0

2.2 CHỌN SƠ ĐỒ BBĐ

2.2.1.Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 2 pha có điôt D0

23

Hình 2.1 Sơ đồ chỉnh lưu hình tia có D0

Vơi MBA là máy biến áp cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu T1,T2 là các Thyristor dùng đề biến đổi điện áp xoay chiều bên thứ cấp biến áp thành điện áp trên tải

i1: dòng điện sơ cấp MBA

i21,i22 : dòng điện thứ cấp MBA

i T1,i T2: dòng điện các van chỉnh lưu

24

Hình 2.2 Giản đồ chỉnh lưu hình tia 2 pha có D0

*Nguyên lý hoạt động như sau:

Với giả thiết L d = ∞, cho sơ đồ làm việc với 1 góc điều khiển là α=30).o và cũng giả thiết là sơ đồ đã làm việc xác lập trước thời điểm bắt đầu xét

(ωt = 0).)

- Từ thời điểm ωt = 0) và bắt đầu chuyển sang dương U 21 0). van T1 dẫn dòng

25

Từ ωt = 0) ÷ ωt =α thì do có D0 nên SĐĐ của L d sinh ra thì qua D0 làm cho van

T2 bị khóa và lúc này van T1 vẫn chưa có U đk nên vẫn khóa, T2 đặt điện áp ngược nên vẫn khóa

i T1 = 0) U T1 = U21> 0)

i T2 = 0) U T2 = U22< 0)

Từ ωt = α người ta truyền tín hiệu điều khiển đến van T1 Van T1 đủ 2 điều kiện

để mở nên nó sẽ mở Van T1 mở thì điện áp trên T1 giảm về bằng không, do vậy

ta có U d U21  0)., dẫn đến Do bị đặt điện áp ngược ( U D o U d ) và khóa lại, van

T2 còn ở trạng thái khóa nên trong sơ đồ từ thời điểm ωt =α chỉ có mình van T1

U d =0) , i T1 = 0)., i T2 = 0)

U T1 = U21, U T2 = U22 , i D0=i d= I d

26

Tại ωt =   van T2 có tín hiệu điều khiển và do dạng có điện áp thuận nên T2

mở Van T2 mở thì sự sụt áp trên nó giảm về bằng không, do vậy U d= U22>0) và

22 0).

o

U U U  , tức là điôt không bị đặt điện áp ngược nên Do khóa lại

Từ thời điểm ωt =   thì trong sơ đồ chỉ có van T2 dẫn dòng nên ta có:

U d= U22, i T2 = i d = I d, i T1 = 0)., i D0 = 0)

U T1 =U21-U22=2 U21 , U T2 =0)

T ừ ωt = 2π đến ωt = 2   cũng tương tự như giai đoạn ωt = π đến ωt =  , van Do làm việc dưới tác dụng của s.đ.đ tự cảm sinh ra trong Ld, các biểu thức cũng giống như đã nêu

Tại ωt = 2   van T1 lại có tín hiệu điều khiển, T1 lại mở, sơ đồ lặp lại trạng thái làm việc giống như từ ωt = α Giai đoạn từ ωt = 0 đến ωt = α có thể suy ra

từ giai đoạn từ ωt = 2 π đến ωt = 2  , van Do dẫn (hoàn toàn phù hợp với giả thiết ban đầu)

*Một số biểu thức tính toán

1 cos 2

o

D d

- Do đặc điểm là dòng qua Do gây nên bởi s.đ.đ tự cảm trong điện cảm phụ tải

Ld, vì vậy sơ đồ chỉ hợp lí khi Ld≠0)., Ld càng lớn càng tốt

- Trong sơ đồ chỉnh lưu Do thì U d ≥ 0 (không âm), nên U d ≥ 0 và sơ đồ không làm việc ở chế độ nghịch lưu

2.2.2 Chọn phương pháp hãm dừng cho động cơ

27