Thiết kế mạch chỉnh lưu điều khiển động cơ điện một chiều, chương 2 pot

Góc mở  về nguyên tắc có thể biến thiên từ 0 đến  nên điện áp chỉnh lưu có thể điều chỉnh từ giá trị lớn nhất đến 0.. Khái quát Do có thể điều chỉnh tốc độ dể dàng nên động cơ điện một

Chương 2: Bộ chỉnh lưu cầu ba pha

không đối xứng

4.2.1 Sơ đồ mạch và dạng sóng

Trong sơ đồ cầu ba pha đối xứng nếu ta thay 3 Thyristor T2,

T4, T6 bằng 3 diod D2, D4, D

Ta sẽ được sơ đồ cầu ba pha không đối xứng như sau:

T1

T3

T5

u1 u2 u3

D4 D6 D2

4.2.2 Hoạt động của sơ đồ

Với sơ đồ này ta có thể coi nó gồm hai khối ba pha hình tia có điều khiển và không điều khiển nối tiếp nhau và hoạt động độc lập với nhau với cùng một phụ tải

Trong khoảng 0 đến  1: T5 và D6 cho dòng tải id=Id chảy

qua, T5 đặt điện thế u2c lên anôt D2.

Khi    1 điện thế catôt D2 là u2c bắt đầu nhỏ hơn u2b diod

D2 mở dòng tải id=Id chảy qua T2 và D5, ud=0

Khi    2 cho xung điều khiển mở T1

Trong khoảng 2 đến 3: T1 và D2 cho dòng tải Id chạy qua

D2 đặt điện thế u2c lên anôt D4

Khi    3 điện thế catôt D4 là u2a bắt đầu nhỏ hơn u2c, diod

D4 mở Dòng tải chảy qua T4 và D1 , ud=0

Góc mở  về nguyên tắc có thể biến thiên từ 0 đến  nên điện áp chỉnh lưu có thể điều chỉnh từ giá trị lớn nhất đến 0 Khi    điện áp trên tải bằng 0

Trên hình vẽ, ud1 là thành phần điện áp tải do nhóm catôt chung tạo nên, còn ud2 là thành phần điện áp tải do nhóm anot chung tạo nên

Trị tức thời của điện áp tải: ud = ud1-ud2

Trị trung bình của điện áp tải: Ud = Ud1-Ud2

trong đó:



















cos 2

6 3 sin

2 2

2 6

5

6

1

U d

U





ud2

ud1

ud

t

ud

















cos 2

6 3 sin

2 2

2 6

11

6

7

2

U d

U





2

6

 U

U d

Ưu điểm của sơ đồ là đơn giản,mạch điều khiển đơn giản dễ thực hiện hơn, giá rẻ hơn Do đó trong đa số trường hợp người ta thường chọn phương án cầu ba pha không đối xứng Tuy nhiên trong thành phần điện áp chỉnh lưu chứa nhiều sóng hài nên cần có bộ lọc tốt

II Tổng quan về động cơ điện một chiều:

1 Khái quát

Do có thể điều chỉnh tốc độ dể dàng nên động cơ điện một chiều được dùng phổ biến trong hệ thống truyền động điện của các nghành công nghiệp, giao thông vận tải đặc biệt ở những thiết bị cần điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong phạm vi rộng với dải công suất động cơ một chiều (Đ) từ vài W đến vài ngàn MW

1.1Phân loại:

Động cơ điện một chiều chia làm nhiều loại theo sự bố trí của cuộn kích từ :

 Động cơ điện một chiều kích từ độc lập

 Động cơ điện một chiều kích từ song song.

 Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp

 Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp

1.2 Ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều:

- Ưu điểm:

Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ

Có nhiều phương pháp hãm tốc độ

- Nhược điểm:

Tốn nhiều kim loại màu

Chế tạo, bảo quản khó khăn

Giá thành đắt hơn các máy điện khác

2 Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập :

Quan hệ giữa tốc độ và mômen động cơ gọi là đặc tính cơ

 = f(M) hoặc n = f(M)

Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sản xuất :c= f(Mc) hoặc nc= f(Mc)

Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc tính cơ điện Đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch động cơ:

 = f(I) hoặc n = f(I)

Trong phạm vi của đề tài này chỉ xét đến đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập

2.1 Phương trình đặc tính cơ :

Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều là quan hệ n=f(M),

đây là đặc tính quan trọng nhất của động cơ

Từ sơ đồ trên ta có phương trình cân bằng điện của mạch

phần ứng như sau:

Uư = Eư + Rư Iư (1)

Trong đó : Uư , Eư , Rư , Iư lần lược là điện áp

,sức điện động, điện trở, dòng điện của

mạch phần ứng

Suất điện động Eư phần ứng của động cơ

được xác định theo biểu thức sau:

Eư = n

a

pN





60 = C en (2)

Trong đó :

N : số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần

ứng

a : số đôi mạch nhánh song song cuộn phần ứng



 : từ thông kích từ dưới một cực từ

Ce =

a

pN

60 : hệ số S.đ.đ

n : số vòng quay

p : số đôi cực

Nếu biểu diễn theo tốc độ góc ta có:

Eư =  

 

a

pN

2 = K e

Trong đó:

Ke=

a

pN



2 Khi trong thanh dẫn có dòng điện iư thì thanh dẫn sẽ chịu

một lực điện từ tác dụng, chiều xác định theo quy tắc

bàn tay trái và nó sẽ tạo ra một mômen điện từ có độ

lớn:

Uu

Ru

Eu

Rkt ikt iu

Ukt

M dt C MI u (3)

Trong đó:

a

pN

C M



2

 là hệ số mômen

Iư là dòng điện phần ứng

Trong chế độ động cơ M và n ngược chiều, Eư ngược chiều

iư

Từ phương trình (1) ,(2) và (3) ta có phương trình đặc tính

cơ điện của động cơ như sau:

2



 M u e dt

M R C

U

hay   2

e M

dt u

M R

K U 

 Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì mômen cơ trên trục động cơ bằng mômen điện từ, ta ký hiệu là M Nghĩa là Mđt= Me= M Khi đó ta được:

 2

e M

u

M R C

U

n  hay   2

e M

u

M R

K U 

 Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập