do an yen trung DTCS trong truyen dong

đồ án điệ tử công suất

Lời nói đầu.

Truyền động điện có nhiệm vụ thực hiện các công đoạn cuốicùng của một công nghệ sản xuất Đặc biệt trong dây truyền sảnxuất hiện đại, truyền động điện đóng góp vai trò quan trọngtrong việc nâng cao năng suất và chất lợng sản phẩm Vì vậy các

hệ truyền động điện luôn luôn đợc quan tâm nghiên cứu nângcao chất lợng để đáp ứng các yêu cầu công nghệ mới với mức độ tự

động nhanh, độ chính xác cao mà còn góp phần làm giảm kích

th-ớc và hạ giá thành của hệ

Chính vì vậy, chúng em đã đi nghiên và tìm hiểu đề tài:nghiên cứu điện tử công suất trong hệ thống truyền động điện.Sau một thời gian nghiên cứ chúng em đã hoàn thành đợc nội dung

và yêu cầu của đề tài

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên không thể tránh khỏi nhngsai sót, chúng em rất mong nhận đựoc sự góp ý, chỉ dẫn thêm củacác thầy cô cũng nh ý kiến đóng góp của các bạn sinh viên để đềtài của chúng em hoàn thiện hơn, đáp ứng đầy đủ những mục tiêu

đã đặt ra

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn.

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

NhËn xÐt cña gi¸o viªn ph¶n biÖn. ………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

2.1.2 Đặc tính cơ của hệ truyền động chỉnh lu tiristo

-động cơ một chiều

20

2.1.3 Truyền động Thyristor- động cơ một chiều (T-Đ) có

đảo chiều quay

3.2.5 Hệ truyền động động cơ đồng bộ với bộ biến đổi

tần số nguồn dòng chuyển mạch tự nhiên

cơ một chiều bằng phơng pháp điều khiển servo

Chơng I: đại cơng về truyền động điện 1.1 Sơ đồ khối tổng quát của truyền động điện

1.1.1 Mạch động lực

Gồm bộ biến đổi và động cơ truyền động Bộ biến đổi

đóng vai trò biến đổi điện áp nguồn cung cấp về điện áp, dòng

điện, tần số phù hợp với yêu cầu của các động cơ truyền động

Bộ biến đổi có thể là các bộ biến đổi máy điện: máy phát

điện một chiều, xoay chiều, bộ biến đổi điện từ: khuếch đại từ,

điện kháng bão hoà và bộ biến đổi điện tử công suất

Bộ biến đổi điện tử công suất thực chất là các khoá chuyểnmạch điện tử làm việc ở chế độ đóng- mở Do sự ra đời, pháttriển và hoàn thiện của kỹ thuật điện tử công suất với các u điểmnổi trội nh: tốc độ chuyển mạch nhanh, tính năng dòng, áp cao,chắc chắn, hiệu suất cao, độ tin cậy cao, dễ dàng điều khiển,khống chế, đáp ứng các đòi hỏi của kỹ thuật số nên ngày nay các

bộ biến đổi điện tử công suất điều khiển bằng kỹ thuật số hoàntoàn chiếm u thế trong truyền động điện

Động cơ truyền động gồm các loại động cơ điện một chiều,

động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ và các loại động cơ

đặc biệt khác Các động cơ này đợc cung cấp bằng điện áp u,dòng điện i và tạo nên momen quay và tốc độ phù hợp với yêu cầucủa tải cơ học

1.1.2 Mạch điều khiển

Mạch điều khiển bao gồm các cảm biến đo lờng dùng để

đánh giá thông số trạng thái của mạch động lực và các bộ điềukhiển tác động nên các thông số của bộ biến đổi nhằm duy trì cáctính năng cần thiết của hệ truyền động điện về tốc độ, dòng

điện, momen và các mục đích khác nh mở máy, hãm, đổi chiềuquay và các chức năng bảo vệ

Các cảm biến trong hệ truyền động điện thờng là máy biếndòng, đánh giá tình trạng mang tải của động cơ Cảm biến tốc độ

và đĩa mã hoá Cảm biến vị trí dùng đĩa mã hoá và mạch quang.Các bộ điều khiển thờng đợc phân thành hai loại:

- Bộ điều khiển gần xác định thứ tự và thời điểm phát xungmồi và khoá các linh kiện điện tử công suất theo chiến lợc điềukhiển bộ biến đổi nhằm cung cấp cho động cơ nguồn điện áp,tần số, dạng sóng phù hợp với yêu cầu của truyền động

- Bộ điều khiển thuật toán nhằm giải quyết các yêu cầu riêngcủa truyền động nh điều khiển tốc độ và vị trí, hạn chế dòng

điện, các yêu cầu khi mở máy, hãm đổi chiều Thông thờng tínhiệu ra của khối điều khiển này là momen

1.2 Phân loại hệ truyền động.

Có nhiều cách phân loại hệ truyền động: theo ứng dụng, theokiểu bộ biến đổi Theo điều kiện làm việc các hệ truyền động cóthể đợc phân thành:

+) Điện áp làm việc: hạ áp nhỏ hơn 690 V, trung áp 2,4 11 KV

+) Theo liên kết cơ học: trực tiếp (qua hộp giảm tốc), gián tiếp qualiên kết cơ khí

+) Theo chuyển động: chuyển động quay, thẳng đứng, truyền

động thẳng

+) Theo tốc độ: Tốc độ cao, tốc độ thấp

+) Theo phơng pháp tái sinh: Có tái sinh hoặc không tái sinh năng ợng

l-+) Theo phơng pháp làm mát: Bằng thông gió trực tiếp, gián tiếp,bằng nớc

 Phân loại truyền động theo cấu trúc của bộ biến đổi

Bộ biến

đổi

Chỉnh lu

có điều

khiển

-Động cơ một chiều-Bộ chỉnh lu tiristo có

điều khiển-Điều chỉnh điện áp mộtchiều

-Hệ số công suất phụthuộc tốc độ

Biến tần

trực tiếp

Dộng cơ không đồng bộ,

đồng bộ-Biến đổi AC/AC trựctiếp

-Chuyển mạch tự nhiên-Mạch 18 xung sóng hàithấp

-Hệ số công suất phụthuộc tốc độ

Nghịch lu

chuyển

mạch tải

-Động cơ đồng bộ-Bố trí nghịch lu đơngiản

-Hệ số công suất phụthuộc tốc độ

-Động cơ đồng bộ đòihỏi kích từ

-Chịu momen đập mạnh

ở tốc độ thấpNghịch lu

chuyển

mạch cỡng

-Động cơ không đòng bộrôto lồng sóc

-Tơng tự nghịch lu

mạch-Cần mạch chuyển mạch

ở tốc độ thấpNghịch lu

nguồn áp

-Động cơ đồng bộ và

động cơ lồng sóc-Nguồn áp liên lạc 1 chiều-Điện áp ra PWM

-Hệ số công suất cao ởtốc độ thấp

1.3 Các chế độ làm việc của truyền động điện

Căn cứ vào đặc tính nóng và nguội lạnh của máy điện, ngời

ta chia chế độ làm việc của truyền động thành ba loại: dài hạn,ngắn hạn và ngắn hạn lặp lại

+) Chế độ làm việc ngắn hạn: do phụ tải duy trì trong thời giandài, cho nên nhiệt độ của động cơ đủ thời gian đạt tới trị số ổn

định

+) Chế độ làm việc ngắn hạn: do phụ tải duy trì trong thời gianngắn, thời gian nghỉ dài, cho nên nhiệt độ động cơ cha kịp đạt tớigiá trị ổn định và nhiệt độ động cơ sẽ giảm về giá trị ban đầu.+) Chế độ ngắn hạn lặp lại: phụ tải có tính chất chu kỳ, thời gianlàm việc và nghỉ xen kẽ nhau Nhiệt độ động cơ cha tăng đến trị

số ổn định thì đợc giảm do mất tải; nhiệt độ động cơ suy giảmcha về tới giá trị ban đầu thì đợc tăng lên do có tải Do vậy, ngời ta

đa ra khái niệm thời gian đóng điện tơng đối:

Trong đó: tlv: thời gian làm việc có tải

tck= tlv+ tnghỉ là thời gian của một chu kỳ

Chơng II: truyền động điện một chiều

Động cơ điện một chiều đợc sử dụng rộng rãi trong hệ truyền

động điều tốc chất lợng cao, vì u điểm nổi trội của động cơ

điện một chiều là momen quay của nó phụ thuộc vào dòng điệnphần ứng và từ thông phần cảm và có thể diều chỉnh riêng rẽ, liên

nên hệ thống này chỉ đợc sử dụng với công suất tới 1 2 MW, ở tốc

độ 1000 v/p, điện áp cực đại đạt tới 1500V

Động cơ điện một chiều thờng đợc sử dụng trong các hệthống yêu cầu chất lợng điều chỉnh tốc độ cao nh robot, máy in,công nghiệp giấy, dệt

2.1 Hệ thống chỉnh lu - động cơ một chiều.

2.1.1 Chỉnh lu bán dẫn làm việc với động cơ điện.

Trong hệ thống truyền động chỉnh lu điều khiển - động cơmột chiều, bộ biến đổi điện là các mạch chỉnh lu điều khiển có

khiển) Chỉnh lu có thể dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phầnứng hoặc dòng điện kích thích động cơ Tuỳ theo yêu cầu cụ thểcủa truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu thích hợp, đểphân biệt chúng có thể căn cứ vào các dấu hiệu sau đây:

- Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha

- Sơ đồ nối: Hình tia, hình cầu, đối xứng và không đốixứng;

- Số nhịp: Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ

điện áp nguồn;

- Khoảng điều chỉnh: là vị trí của đặc tính ngoài trên mặy

phẳng toạ độ [U d ,I d];

- Chế độ năng lợng: Chỉnh lu, nghịch lu phụ thuộc;

- Tính chất dòng tải: Liên tục, gián đoạn;

Chế độ làm việc của chỉnh lu phụ thuộc vào phơng thức

điều khiển và vào các tính chất của tải, trong truyền động điệntải của chỉnh lu thờng là cuộn kích từ(L-R) hoặc là mạch phần ứng

động cơ (L-R-E) Để tìm hieeur hoạt động của hệ chỉnh lu điềukhiển- động cơ một chiều ta đi phân tích mạch chỉnh lu hình tia

Hình 2.1: Sơ đồ nối dây và sơ đồ thay thế của chỉnh lu

hình tia ba pha

Trong đó:

E - sđđ quay của động cơ,

u21, u22, u23 – sđđ thứ cấp máy biến áp nguồn,

quấn thứ cấp máy biến áp,

R - điện trở mạch một chiều(kể cả điện trở dây quấn thứ cấpmáy biến áp đã quy đổi),

Hình 2.2: Chỉnh lu hình hình tia ba pha.

a) Đặc tính điều chỉnh; b) Đồ thị thời gian

chỉnh lu là những đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bìnhcủa sđđ chỉnh lu đợc tính nh sau:

(2-1)

Trong đó: - tần số góc của điện áp xoay chiều;

- góc mở van(hay góc điều khiển) tính từ thời điểmchuyển mạch tự nhiên;

- góc điều khiển tính từ thời điểm sđđ xoay chiềubắt đầu dơng;

p – số xung áp đập mạch trong một chu kỳ điện áp xoaychiều

Phơng trình vi phân mô tả mạch thay thế trên hình2.1 là:

(2-2)Trong đó

Nếu gọi góc dẫn của van là thì có thể tính đợc thành phầnmột chiều của dòng điện chỉnh lu, chính là thành phần sinhmômen quay của động cơ:

Còn giá trị trung bình của dòng điện chỉnh lu thì đơc tínhbởi biểu thức đơng giản hơn:

(2-5)

b) Hiện tợng chuyển mạch.

Trong sơ đồ chỉnh lu hình tia ba pha, khi phát xung nhằm

để mở một van Thyristor thì điện áp anot của pha đó phải dơnghơn điện áp của pha có van đang dẫn dòng, còn dòng điện củavan kế tiếp sẽ tăng dần lên Do có điện cảm trong mạch mà quátrìng này sảy ra từ từ, cùng tại một thời điểm cả hai van cùng dẫndòng và chuyển dòng cho nhau, quá trình này gọi là chuyển mạchgiữa các van

Trong quá trìng chuyển mạch vì cả hai van đều dẫn nênsđđ chỉnh lu bằng trung bình cộng của điện áp hai pha Phơngtrìng cân bằng điện áp cho các pha lúc chuyển mạch là:

Để ý rằng i 1 +i 2 =i b và nếu coi di 1 /dt=-di 2 /dt thì

Thời điểm bắt đầu xảy ra chuyển mạch là tại ; giải phơngtrình trên ta đợc biểu thức tính dòng điện qua van:

, (2-7)

Trong thực tế vận hành ít khi dòng điện chỉnh lu vợt quá giá

lu bị sụt đi Giá trị trung bình của sụt áp do chuyển mạch đợc tính

nh sau:

c) Chế độ dòng điện gián đoạn.

Hiện tợng gián đoạn dòng điện chỉnh lu xảy ra do năng lợng

điện tử tích lũy trong mạch khi dòng điện tăng không đủ duy trìtính chất liên tục của dòng điện khi nó giảm Lúc này góc dẫn của

van kế tiếp bắt đầu dẫn Trong khoảngdẫn của van thì sđđchỉnh lu bằng sđđ

, (2-8)trong đó, nh đã đề cập ở trên:

Trong trờng hợp bỏ qua điện trở R trong mạch phần ứng thìphơng trình mô tả mạch hình 2.4(Đặc tính cơ của hệ F- Đ) sẽ là:

Hình 2.4: Đặc tính cơ hệ F - Đa) Trong chế độ động cơ; b) Trong chế độ hãm tái sinh

(2-9)

và nghiệm tổng quát của nó nh sau nếu gọi C là hằng số tíchphân:

Khi thì i d = 0 nên ta có nghiệm riêng cho trờng hợp dòng

điện gián đoạn:

(2-10)

cách thử lặp hoặc là bằng phơng pháp đồ thị Trong trờng hợp giữ

không có dòng chảy trong mạch Lúc này mômen động cơ cũng sẽbằng 0, động cơ bị giảm tốc độ và do đó E giảm, dòng điện lạixuất hiện trong mạch nhng với tốc độ thấp hơn Vì thế, ở chế độdòng điện gián đoạn, đặc tính cơ của động cơ trở nên rất dốc

Giá trị trung bình của dòng điện ở chế độ gián đoạn viếttrong hệ đơn vị tơng đối đợc tính nh sau:

(2-13)

Trong trờng hợp ngợc lai khi giữ và giảm dần E, góc dẫn

với trạng thái biên giới liên tục và có thể tìm đợc nó nếu đặt

vào (2-12) và (2-13)

(2-14)(2-15)

(2-16)

(2-17)

Hình 2.5: Chế độ dòng điện gián đoạn và biên liên tục

Để tìm đờng biên giới giữa vùng dòng điện liên tục và vùngdòng điện gián đoạn ta tính cos từ (2-14) và tính sin từ (2-16)

Đây là đờng Elip với các trục là trục toạ độ của các đặc tínhcơ.

động cơ thì dòng điện chỉnh lu vẫn theo chiều cũ nhng sđđchỉnh lu đã đảo dấu do các van dẫn dòng trong thời gian điện ápanốt âm Công suất điện từ của động cơ và của chỉnh lu là :

Pđt = E.Id > 0

Pd = Ed.Id < 0Chỉnh lu trở thành thiết bị nhận điện năng do động cơ phát

ra và biến điện năng một chiều thành điện năng xoay chiều trả vềlới điện

Tơng tự nh ở chế độ chỉnh lu, trong chế độ nghịch lu phụthuộc cũng có thể xảy ra hiện các hiện tợng chuyển mạch và hiện t-ợng gián đoạn dòng điện Sau khi đã kết thúc quá trình chuyển

khoá, quá trình này phải kết thúc trớc thời điểm chuyển mạch tự

trình này gọi là thời gian khoá Nh vậy nếu tính cả góc chuyểnmạch thì điều kiện an toàn để bộ biến đổi có thể làm việc ởchế độ nghịch lu phụ thuộc là :

(2-19)Khi biểu diễn các quan hệ của bộ biến đổi ở chế độ nghịch

lu phụ thuộc thờng dùng khái niệm góc thông sớm thay cho khái

e) Van đệm trong mạch chỉnh lu.

Trong các chỉnh lu mạch đơn, khi giá trị góc điều khiển

đủ lớn thì thành phần đập mạch của điện áp và dòng điện chỉnh

lu cũng tăng lên, làm xấu chế độ chuyển mạch của vành góp độngcơ và gây phát nóng phụ trong động cơ ậ các sơ đồ truyền độngkhông đảo chiều và động cơ có sđđ luôn luôn dơng, ngời ta th-ờng nối thêm một van đệm song song ngợc với sđđ của động cơ,van này gọi là van đệm hoặc là van không

chỉnh lu không âm nên van đệm không dẫn dòng Khi góc mở

phần dơng (xem hình 2.2), trong các khoảng âm này van đệm sẽdẫn dòng, năng lợng tích luỹ trong điện cảm L sẽ giúp khép kínmạch dòng điện động cơ qua van đệm mà không chảy quaThyristor vừa dẫn Cũng sảy ra chuyển mạch dòng điện giữa van

đệm và các Thyristor chính của chỉnh lu nh mô tả trên hình2.8.Một cách định tính ta cũng có thể thấy rằng quá trình chuyểnmạch từ thyristor sang van đệm xảy ra lâu hơn quá trình chuyểnmạch ngợc lại

Hình 2.8: Hệ CL- Đ có van đệm.

Gần đúng ta coi rằng sụt áp do chuyển mạch từ van đệmsang van Thyristor là ngắn, có thể bỏ qua, còn sụt áp do chuyểnmạch từ vanThyristor sang van đệm đúng bằng sụt áp do chuyểnmạch giữa các van Thyristor với nhau, Khi mà van đệm cha tham gia

Để tính điện áp chỉnh lu ta chia ra hai khoảng của góc điều

E d =E do cos -I d X k

sđđ chỉnh lu giống hệt đồ thị điện áp khi tải chỉnh lu là thuầntrở :

Sức điện động chỉnh lu khi này sẽ là :

phần ứng đổi chiều Các đặc tính cơ của hệ chỉnh lu điềukhiển - động cơ một chiều mềm hơn đặc tính cơ của hệ F - Đ bởi

dẫn gây nên

làm việc ở chế độ chỉnh lu, động cơ có thể làm việc ở chế độ

động cơ nếu sđđ E còn dơng và ở chế độ hãm ngợc nếu sđđ E

đổi chiều, xem hình 2.9

Nếu sđđ động cơ lớn hơn giá trị trung bình của sđđ trung bìnhcủa bộ biến đổi thì dòng điện phần ứng vẫn chảy theo chiều cũ,

động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh, dới tác dụng của sđđ

động cơ mà các van Thyristor sẽ dẫn dòng trong thời gian nửa chu

kỳ âm của điện áp lới Góc pha của dòng điện xoay chiều trở nên

biến cơ năng của tải thành điện năng xoay chiều, cùng tần số lới vàtrả về lới điện Dòng điện trung bình của mạch phần ứng và ph-

ơng trình đặc tính tốc độ là :

ở phần phân tích hiện tợng chuyển mạch, ta có góc chuyểnmạch:

Điều kiện làm việc an toàn của nghịch lu phụ thuộc là:

Phối hợp hai biểu thức trên ta tính đợc:

Thay giá trị này vào phơng trình đặc tính tốc độ và để ý

chỉnh lu có điều khiển- động cơ điện một chiều làm việc ở chế

độ nghịch lu phụ thuộc:

Điêu kiện này đợc biểu diễn bởi đờng nét đứt dới cùng của họ

đặc tính trên hình 2.10

Hình 2.10: Đặc tính cơ của hệ CL- Đ.

Khi mômen tải tăng do dòng qua các van lớn, làm góc chuyển

điều này làm giảm sđđ bộ biến đổi và do đó làm giảm tốc độcực đại cho phép

b) Chế độ dòng điện gián đoạn.

Căn cứ vào các biểu thức (2-13) và (2-15) ta có thể tính và vẽ

đợc đặc tính cơ trong vùng dòng điện gián đoạn nh sau: Chọn góc

vào (2-15) đợc một giá trị của I Tập hợp các giá trị ( I) ta đợc đoạn

đặc tính, đó là các đoạn cong nét liền rất dốc sát trục tung trênhình 2.10 Hệ thống không thể làm việc ổn định ở vùng dòng

điện gián đoạn nếu không áp dụng các phơng pháp tự động điềuchỉnh đặc biệt (ví dụ hệ điều chỉnh thích nghi chẳng hạn)

Trong thực tế tính toán hệ CL-Đ chỉ cần xác định biên giớivùng dòng điện gián đoạn, là đờng phân cách giữa vùng dòng điệnliên tục và vùng dòng điện gián đoạn Trạng thái biên liên tục là trạng

thái mà góc dẫn và góc chuyển mạch Biên giới này đợcxác định bởi phơng trình (2-19).

2.1.3 Truyền động Thyristor- động cơ một chiều (T-Đ) có

đảo chiều quay.

Do chỉnh lu Thyristor dẫn dòng theo một chiều và chỉ điềukhiển đợc khi mở, còn khoá theo điện áp lới cho nên truyền độngvan thực hiện đảo chiều khó khăn và phức tạp hơn truyền độngmáy phát- động cơ Cấu trúc mạch lực cũng nh cấu trúc mạch điềukhiển hệ truyền động T-Đ đảo chiều có yêu cầu an toàn cao và cólôgíc điều khiển chặt chẽ

Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng hệ truyền động (T

Hình 2.11: Các sơ đồ truyền động (T-Đ) đảo chiều.

Hình 2.11a:truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phầnứng và đảo chiều quay bằng đảo chiều dòng kích từ

Hình 2.11b: Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp chophần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc tơ chuyển mạch ởphần ứng ( Từ thông giữ không đổi)

Hình 2.11c: Truyền động dùng hai bộ biến đổi cấp cho phầnứng điều khiển riêng

Hình 2.11d: Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối song songngợc điều khiển chung

Hình 2.11e: Truyền động dùng hai bộ biến đổi nối theo sơ

Mỗi loại sơ đồ đều có u nhợc điểm riêng và thích hợp với từngloại tải, yêu cầu công nghệ:

- Loại hình 2.11a dùng cho công suất lớn rất ít đảo chiều

- Loại hình 2.11b dùng cho công suất nhỏ, tần số đảo chiềuthấp

- Loại hình 2.11c dùng cho mọi giải công suất có tần số đảochiều lớn

- Loại hình 2.11d, e dùng cho giải công suất vừa và lớn co tần

số đảo chiều cao, so với ba loại trên thì nó thực hiện đảo chiều êmhơn, nhng lại có kích thớc cồng kềnh Vốn đầu t vào và tổn thất lớnhơn

Về nguyên tắc xây dựng mạch điều khiển, có thể chia làmhai loại chính: Điều khiển riêng và điều khiển chung Sơ đồ hình2.11a,b,c có nguyên tắc mạch điều khiển gần giống nhau là phảikhoá các bộ biến đổi mạch phần ứng để cắt dòng, sau đó tiếnhành chuyển mạch, nh vậy khi điều khiển tồn tại một thời gian gián

đoạn Sơ đồ hình 2.11d,e dùng nguyên tắc điều khiển liên tục.Sau đây ta sẽ phân tích hai loại sơ đồ đặc trng (hình 2.11c) và (hình 2.11d)

a) Truyền động T- Đ đảo chiều điều khiển riêng.

Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại mộtthời điểm chỉ phát xung điều khiển và một bộ biến đổi còn bộkia bị khoá do không có xung điều khiển Hệ có hai bộ biến đổi làBĐ1 và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tơng ứng là FX1và FX2,Trật tự hoạt động của các bộ phát xung này đợc quy định bởi các

để khoá BĐ1, thời điểm t 2 đợc xác định bởi cảm biến dòng điện

dòng điện phần ứng không vợt quá giá trị cho phép, động cơ đợc

hãm tái sinh,

Hình 2.12: Sơ đồ khối hệ truyền động đảo chiều và các tín hiệu

điều khiển

nếu nhịp điệu giảm phù hợp với quán tính của hệ thì có thể duytrì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngợc không đổi, điềunày đợc thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự động dòng

điện của hệ thống Trên sơ đồ của khối lôgíc LOG, i Lđ , i L1 ,i L2 là các

các bộ phát xung điều khiển

i Lđ = 1 - phát xung điều khiển mở BĐ1,

i 1L (i 2L ) = 1 - có dòng điện chảy qua BĐ1 (BĐ2),

Hệ truyền động van đảo chiều điều khiển riêng có u điểm

là làm việc an toàn, không có dòng điện cân bằng chảy giữa các

bộ biến đổi, song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng

điện động cơ bằng không

b Truyền động (T-Đ) đảo chiều điều khiển chung

Trên H 2.13 mô tả một ví dụ về hệ T - Đ đảo chiều điềukhiển chung, tại một thời điểm cả hai bộ biến đổi đều nhận đợcxung mở, nhng chỉ có một bộ biến đổi cấp dòng cho nghịch lu,còn bộ biến đổi kia làm việc ở chế độ đợi

Đặc tính điều khiển của BĐ1 là đờng I, đặc tính điều

khiển phải thoả mãn điều kiện:

khiển chung đối xứng, khi này sđđ tổng trong mạch vòng giữa hai

bộ biến đổi sẽ triệt tiêu và dòng điện trung bình chảy vòng quahai bộ biến đổi cũng triệt tiêu:

Hình 2.14: Sơ đồ nguyên lý và đặc

tính chỉnh l u đảo chiều điều khiển

xuất hiện thành phần xoay chiều

chỉnh lu cầu ba pha (hình2.14) dòng điện cân bằng chảy tronghai vòng độc lập vòng I và vòng II, mỗi vòng tạo thành một chỉnh lu

ba pha hình tia

*) Nhận xét chung

Ưu điểm nổi bật của hệ (T-Đ) là độ tác động nhanh cao,

thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nângcao chất lợng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệthống.

Nhợc điểm của chủ yếu hệ T-Đ là do các van bán dẫn có tínhphi tuyến, dạng điện áp chỉnh lu ra có biên độ đập mạch cao, gâytổn thất phu trong máy điện, và ở các truyền động có công suấtlớn còn làm xấu dạng điện áp của nguồn và lới xoay chiều Hệ số

2.2 Các hệ truyền động điều chỉnh xung áp - động cơ một chiều

có uĐ=uN; i=iN, khi khoá S ngắt iN=0; uĐ=0 và i=iD0 do tác dụng duytrì dòng của điện cảm L Các giá trung bình của điện áp và dòng

ngắt liên tục khoá S, sẽ đợc xác định nếu biết luật đóng, ngắtkhoá các thông số của mạch Nếu đóng ngắt khoá S với tần số không

đổi thì hoạt động của mạch tơng tự nh của chỉnh lu một pha, mộtnửa chu kỳ Đồ thị trên H.2.15, b mô tả quá trình dòng điện và

điện áp trong chế độ dòng liên tục:

(2 - 22)(2 - 23)

nếu coi sđđ E không đổi trong một chu ký đóng ngắt của khoá Sthì nghiệm của (2 - 21) sẽ là:

(2 - 24)

(2 - 25)

(2 - 26)Tại t' =0+, i=Imax và nghiệm của (4-31) là:

(2 - 27)Tại t' = T-tđ, tức là tại t=T, i=Imin và từ (4-23) có:

(2 - 28)Kết hợp giữa (2 - 24) và (2 - 26) đợc các giá trị cực trị:

(2 - 30)

ứng sẽ không đổi và bằng:

Nếu thời gian thông của khoá S giảm đến một giá trị tới hạn

thái biên giới chuyển từ chế độ dòng điện liên tục sang chế độdòng điện gián đoạn Hình 2.15,c mô tả qúa trình dòng và áp khi

bộ biến đổi làm việc ở chế độ dòng điện gián đoạn Với các điềukiện biên của chế độ này, từ (2- 28)

(2 - 31)hoặc ở dạng rút gọn:

trong đó:

Từ (2 - 32)dựng đợc họ đờng cong phụ thuộc giữa m và (hình 2.16), trong đó nh là một tham số Vùng giới hạn từ đờng

yêu cầu có T= , tức là tải phải là thuần cảm.Giá trị thực của thông

số mạch cụ thể

các điều kiện đầu này vào (2 - 31) đợc:

cảm L, van V0 dùng để nạp điện cho tụ C có cực tính nh trên hìnhtrong thời gian Tc thông.

Hình 2.17: Sơ đồ nguyên lý của khoá điều khiển S trong

hệ điều chỉnh xung áp mạch đơn

2.2.2 Đặc tính cơ

Để xây dựng đặc tính cơ cần tìm giá trị trung bình của

điện áp và dòng điện của động cơ

(2-36)

(2-37)(2-38)

ra chế độ dòng điện gián đoạn, trong chế độ này do mômen điện

từ gián đoạn mà đặc tính cơ trở nên rất mềm Để xác định biêngiới giữa vùng dòng điện gián đoạn và vùng dòng điện liên tục ta giảthiết rằng đồ thị dòng điện phần ứng ở chế độ này gồm hai đoạnthẳng, do đó dòng điện trung bình là:

(2-39)

t¹i gi¸ trÞ tíi h¹n cña :

H×nh 2.19 §å thÞ dßng ¸p ë biªn gi¸n ®o¹n

Hình 2.20 : Bộ điều chỉnh xung áp loại B.

Để hệ truyền động có thể làm việc ở chế độ hãm tái sinh, cópthể dùng sơ đồ điều khiển xung áp loại B (hình 2.20), trong đódòng điện phần ứng có thể đảo dấu, song sđđ động cơ chỉ có

điện làm việc ở chế độ động cơ, quá trình dòng điện và điện

áp đợc mô tả nh ở các phần 2.2.1, 2.2.2 Để đảo chiều dòng điện ta

Nếu E>0 thì sẽ có dòng điện chảy ngợc lại chiều ban đầu dotrong mạch chỉ có nguồn duy nhất là sđđ E, công suất điện từ của

a)