Phần 2 của giáo trình Tổng hợp điều khiển hệ điện cơ tiếp tục cung cấp cho học viên những nội dung về: hệ thống truyền động tiristor - Động cơ (T-Đ); hệ thống truyền động động cơ một chiều sử dụng bộ biến đổi một chiều - một chiều (xung điện áp); các loại hình cơ bản của hệ điều chỉnh tốc độ động cơ không đồng bộ - hệ thống điều tốc điều chỉnh điện áp;... Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG HỆ THỐNG TRUYỀN Đ NG ĐẢO CHIỀU 4.1 Các sơ đồ truyền động đảo chiều dùng hệ thống T - Đ 4.1.1 Đảo chiều áp dòng mạch phần ứng động Trong hệ thống điều tốc đảo chiều, yêu cầu động điện thay đổi chiều quay Nhưng muốn thay đổi chiều quay bắt buộc phải thay đổi chiều mômen điện từ động Mđt Từ công thức mômen quay động điện chiều Mđt = KmId thấy, chiều Mđt thay đổi hai cách, đổi chiều dòng điện mạch phần ứng động cơ, thực tế thay đổi cực tính điện áp mạch điện phần ứng, hai đổi chiều từ thơng kích từ động cơ, tức thay đổi chiều dòng điện kích từ Tương ứng với chúng, mạch điện đảo chiều hệ thống tiristor - động có hai phương thức: đảo cách đấu đầu biến đổi (BBĐ) với mạch phần ứng đảo cách đấu đầu BBĐ kích từ với cuộn dây kích từ động 4.1.1.1 Mạch điện đảo chiều dòng phần ứng động BBĐ sử dụng sơ đồ chỉnh lưu Mạch điện đảo chiều dịng phần ứng có nhiều kiểu loại, chọn theo yêu cầu khác loại máy công tác Đối với máy công tác thường làm việc trạng thái quay chiều có yêu cầu đổi chiều quay (chẳng hạn đầu máy xe điện ngầm) dùng hệ thống tiristor - động thông dụng Loại mạch điện dùng sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển tiristor để cấp điện cho phần ứng động cơ, việc đổi chiều dòng qua động sử dụng 136 phần tử đóng cắt có tiếp điểm (công tắc tơ) sử dụng van bán dẫn có điều khiển để thay phần tử có tiếp điểm Sơ đồ sử dụng phần tử có tiếp điểm để đảo cực tính điện áp đảo chiều dịng phần ứng động biểu diễn hình 4.1 - Ưu điểm: Việc thực đảo chiều dòng, áp đơn giản; rẻ tiền - Nhược điểm: Công tắc tơ phải đóng cắt thường xun gây tiếng ồn lớn; tuổi thọ thấp; thời gian tác động riêng khí cụ đóng cắt lớn, đạt tới 0,8s Mạch điện dùng máy công tác không thường xuyên đảo chiều quay Sơ đồ sử dụng đóng cắt dạng khơng tiếp điểm dụng cụ bán dẫn tiristor, hình 4.2 Sơ đồ tránh nhược điểm việc sử dụng đóng cắt có tiếp điểm Khi tiristor T1 T2 mở, tương đương T đóng (hình 4.1), động quay theo chiều thuận, cịn T3 T4 mở, tương đương N đóng (hình 4.1), động quay theo chiều ngược - Ưu điểm: Mạch điện đơn giản, làm việc với độ tin cậy cao, quán tính nhỏ - Nhược điểm: Số dụng cụ bán dẫn nhiều thường bị hạn chế dòng điện; giá thành đắt Mạch điện dùng số thiết bị truyền động đảo chiều công suất không lớn 4.1.1.2 Mạch điện đảo chiều dòng phần ứng động sử dụng BBĐ có đảo dịng Hình 4.3 Hệ thống truyền động đảo chiều động chiều dùng BBĐ có đảo dịng hai sơ đồ chỉnh lưu mắc song song ngược 137 Ở máy công tác yêu cầu đổi chiều quay thường xuyên, đặc biệt máy có yêu cầu thời gian trình độ đảo chiều ngắn thường sử dụng hệ truyền độ T - Đ với biến đổi có đảo dịng BBĐ có đảo dòng xây dựng từ hai sơ đồ chỉnh lưu điều khiển dùng tiristor mắc song song ngược đấu chéo (hình 4.3) Khi động cấp dịng từ sơ đồ chỉnh lưu thứ (CL1) (còn gọi sơ đồ thuận), dịng phần ứng động có giá trị dương (thuận), cịn dịng động đổi chiều (ngược) cấp điện từ sơ đồ chỉnh lưu thứ hai (CL2) hay gọi sơ đồ ngược Với tải có tính chất phản kháng chiều quay động phụ thuộc vào chiều dòng điện động Việc dòng điện động cấp từ sơ đồ chỉnh lưu nào, sơ đồ khơng cấp dịng cho động trạng thái gì, phụ thuộc vào chế độ làm việc cụ thể phương pháp điều khiển BBĐ 4.1.2 Đảo chiều dịng kích từ động Muốn đảo chiều quay động khơng đảo chiều dịng áp phần ứng thực cách đảo chiều từ thơng động Trong trường hợp này, mạch phần ứng động cần dùng sơ đồ chỉnh lưu tiristor để cấp điện điều chỉnh tốc độ, cuộn dây kích từ cung cấp từ nguồn sơ đồ chỉnh lưu (có thể điều khiển khơng) qua hệ thống tiếp điểm đảo chiều cung cấp cho cuộn kích từ động từ BBĐ có đảo dịng tiristor có thêm u cầu điều chỉnh tốc độ phương pháp thay đổi từ thông Các sơ đồ mạch điện để đảo chiều dịng kích từ tương tự sơ đồ đảo chiều dịng phần ứng động (hình 4.1; 4.2;4.3) Do cơng suất kích từ chiếm khoảng 15% cơng suất định mức, rõ ràng công suất của thiết bị đóng cắt sơ đồ chỉnh tiristor dùng để đảo chiều dịng cung cấp cho cuộn dây kích từ nhỏ nhiều thực đảo chiều dịng phần ứng, động cơng suất lớn dùng phương án đảo chiều dịng kích từ tương đối rẻ tiền Tuy nhiên, trình đổi chiều dịng kích từ xẩy chậm nhiều so với đổi chiều dòng điện mạch phần ứng, động có cơng suất trung bình, số thời gian mạch kích từ chiếm khoảng vài giây, cho dịng điện kích từ tăng giảm tự nhiên, việc đổi chiều dịng điện chiếm khoảng 10 giây 138 Trong thực tế, việc đảo chiều quay động phương pháp đảo chiều từ thông thường áp dụng cho hệ thống truyền động điện cơng suất trung bình lớn diễn trình đảo chiều hệ thống truyền động trục cán máy cán liên tục 4.2 Hãm tái sinh hệ thống tiristor - động 4.2.1 Chế độ chỉnh lưu nghịch lưu chỉnh lưu có điều khiển 4.2.1.1 Chế độ chỉnh lưu chỉnh lưu có điều khiển Là chế độ làm việc mà sơ đồ chỉnh lưu thực biến đổi lượng điện xoay chiều lưới điện thành lượng điện chiều để cấp cho tải chiều, tải chiều tiêu thụ công suất tác dụng Nếu giả thiết bỏ qua ảnh hưởng thành phần xoay chiều đường cong dòng điện điện áp chỉnh lưu, kí hiệu: giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu đầu sơ đồ chỉnh lưu Ud, giá trị trung bình dịng điện chỉnh lưu Id (trong trường hợp hệ điều tốc T-Đ Id thành phần chiều dòng phần ứng động cơ), Pd công suất tác dụng tải tiêu thụ (công suất điện mà động tiêu thụ), vậy, sơ đồ chỉnh lưu làm việc chế độ chỉnh lưu Pd = Ud.Id>0 4.2.1.2 Chế độ nghịch lưu chỉnh lưu có điều khiển Khi sơ đồ chỉnh lưu làm việc chế độ nghịch lưu, trình biến đổi lượng diễn theo chiều ngược lại, sơ đồ chỉnh lưu thực việc biến đổi lượng điện chiều phía tải thành lượng điện xoay chiều chuyển phần lượng vào lưới điện xoay chiều Điều có nghĩa sơ đồ chỉnh lưu làm việc chế độ nghịch lưu cơng suất tải có giá trị âm, tức Pd = Ud.Id 900, Ud1 = - Ud2>0 a) Trường hợp