thiết kế động cơ điện một chiều

Nhng gắn liền với việc sử dụng động cơ điện 1 chiều là quá trình điều chỉnh, đảo chiều tốc độ của động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu của thực tế Là 1 sinh viên của khoa Điện và bộ môn

Lời nói đầu

Việc sự dụng động cơ điện trong sản xuất và đời sống là rất rộng rãi ,

đặc biệt là động cơ điện chiều bởi vì động cơ điện 1 chiều có rất nhiều u

điểm so vơi động cơ xoay chiều Nhng gắn liền với việc sử dụng động cơ

điện 1 chiều là quá trình điều chỉnh, đảo chiều tốc độ của động cơ sao cho phù hợp với yêu cầu của thực tế

Là 1 sinh viên của khoa Điện và bộ môn Tự Động Hoá đợc trang bị với những kiến thức về nhiều môn học trong đó có môn điện tử công suât, qua các bài giảng của các thầy cô và quá trình tìm hiểu em đã hoàn thành bản đồ án này.

Đây là mảng đề tài khá rộng, với khối lợng công việc lớn và mới mẻ

đối với chúng em cho nên em đã gặp một số khó khăn trong qúa trình thiết

kế, song đợc sự hớng dẫn tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong bộ môn,

đặc biệt là thầy giáo Phạm Quốc Hải và sự giúp đỡ nhiệt tình của các bạn cùng lớp, nên em đã hoàn thành bản đồ án này Em xin chân thành cảm

ơn sự giúp đỡ quí báu đó Tuy nhiên do hạn chế về thời gian cũng nh về trình

độ của bản thân, nên không tránh khỏi còn nhiều chỗ thiếu sót, em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn để em hoàn thiện hơn bản đồ án này.

Trong bản đồ án này em xin trình bày một số nội dung sau :

Chơng 1 : Giới thiệu Chung về động cơ điện một chiều.

Chơng I

Giới thiệu Chung về động cơ điện một chiều

I.Động cơ điện một chiều

1 Tầm quan trọng của động cơ điện một chiều

Trong nền sản xuất hiện đại , động cơ một chiều vẫn đợc coi là một loại máy quan trọng mặc dù ngày nay có rất nhiều loại máy móc hiện đại sử dụng nguồn điện xoay chiều thông dụng

Do động cơ điện một chiều có nhiều u điểm nh khả năng điều chỉnh tốc độ rất tốt , khả năng mở máy lớn và đặc biệt là khả năng quá tải Chính vì vậy

mà động cơ một chiều đợc dùng nhiều trong các nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nh cán thép , hầm mỏ, giao thông vận tải

mà điều quan trọng là các nghành công nghiệp hay đòi hỏi dùng nguồn điện một chiều

Bên cạnh đó, động cơ điện một chiều cũng có những nhợc điểm nhất định của nó nh so với máy điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn chế tạo và bảo quản cổ góp điện phức tạp hơn ( dễ phát sinh tia lửa điện ) nhng do những -

u điểm của nó nên động cơ điện một chiều vẫn còn có một tầm quan trọng nhất định trong sản suất

Công suất lớn nhất của động cơ điện một chiều hiện nay vào khoảng

10000 KW , điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V Hớng phát triển hiện nay là cải tiến tính năng của vật liệu , nâng cao chỉ tiêu kinh tế của động cơ và chế tạo những động cơ có công suất lớn hơn

2.Cấu tạo của động cơ điện một chiều.

Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính : phần tĩnh và phần động

2.1.Phần tĩnh hay stato

Đây là đứng yên của máy , bao gồm các bộ phận chính sau:

a, Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trờng gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép

kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt Trong

động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối Cực từ đợc gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông Dây quấn kích từ đợc quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều đợc bọc cách điện kỹ thành một khối tẩm sơn cách điện tr-

ớc khi đặt trên các cực từ Các cuộn dây kích từ đợc đặt trên các cực từ này

đợc nối tiếp với nhau

b, Cực từ phụ : Cực từ phụ đợc đặt trên các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều Lõi thép của cực từ phụ thờng làm bằng thép khối và trên

2

thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống nh dây quấn cực từ chính Cực từ phụ đợc gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.

c, Gông từ : Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy Trong động cơ điện nhỏ và vừa thờng dùng thép dày uốn và hàn lại Trong máy điện lớn thờng dùng thép đúc Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy

d, Các bộ phận khác

Bao gồm:

- Nắp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm h hỏng dây quấn và an toàn cho ngời khỏi chạm vào điện Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi Trong trờng hợp này nắp máy thờng làm bằng gang

- Cơ cấu chổi than : Để đa dòng điện từ phần quay ra ngoài Cơ cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo tì chặy lên cổ góp Hộp chổi than đợc cố định trên giá chổi than và cách điện với giá Giá chổi than có thể quay đợc để điều chỉnh vị trí chổi than cho

đúng chỗ Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại

2.2 Phần quay hay rôto

Bao gồm những bộ phận chính sau :

a, Lõi sắt phần ứng : Dùng để dẫn từ Thờng dùng những tấm thép kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào

Trong những động cơ trung bình trở lên ngời ta còn dập những lỗ thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo đợc những lỗ thông gió dọc trục

Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thờng chia thành những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở thông gió Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn và lõi sắt

Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng đợc ép trực tiếp vào trục Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lợng rôto

b, Dây quấn phần ứng

Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng điện chạy qua Dây quấn phần ứng thờng làm bằng dây đồng có bọc cách điện Trong máy điện nhỏ có công suất dới vài kW thờng dùng dây có tiết diện tròn Trong máy điện vừa và lớn thờng dùng dây tiết diện chữ nhật Dây quấn

đợc cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép

Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng nêm để

đè chặt hoặc đai chặt dây quấn Nêm có làm bằng tre, gỗ hay bakelit

c, Cổ góp : Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có đợc mạ cách điện với nhau bằng lớp mica dày

từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn Hai đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica Đuôi vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần

tử dây quấn và các phiến góp đợc dễ dàng

d, Các bộ phận khác

- Cánh quạt : Dùng để quạt gió làm nguội máy Máy điện một chiều ờng chế tạo theo kiểu bảo vệ, ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió Cánh quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào

th-động cơ Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió

ra ngoài làm nguội máy

- Trục máy : Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi Trục máy thờng làm bằng thép cacbon tốt

3 Phân loại máy điện

Động cơ điện một chiều phân loại theo cách kích thích từ thành động cơ điện kích hích độc lập, động cơ điện kích thích song song ,kích thích nối tiếp,kích thích hỗn hợp

Trên thực tế đặc tính của động cơ kích từ độc lập và kích thích song song là giống nhau nên khi cần công suất lớn ngời ta thờng dùng động cơ kích từ độc lập để có thể điều chỉnh dòng điện kích thích đợc thuận tiện do

đó mà điều chỉnh tốc độ dễ dàng và kinh tế hơn mặc dù nó đòi hỏi có dòng bên ngoài

Trong đồ án này ta xét đến động cơ điện một chiều kích từ độc lập

Sơ đồ

Khi mà nguồn một chiều có công suất không quá lớn thì mạch phần ứng và mạch từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập nhau nên gọi là động cơ điện một chiều kích từ độc lập

4

E

Rf

RfU

Ikt

Rkt

U CKT

Ukt

4 Nguyên lý làm việc động cơ điện một chiều

Khi cho điện áp U vào hai chổi than A,B trong dây quấn phần ứng sinh

ra dòng điện I Các thanh dẫn ab,cd có dòng điện nằm trong từ trờng sẽ chịu tác dụng của lực Fđt tác dụng làm cho Roto quay ,khi phần ứng quay nửa vòng thì vị trí các thanh dẫn ab,cd đổi chỗ cho nhau do đó các phiến góp đổi chiều dòng điện giữ cho chiều tác dụng không đổi đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi,khi động cơ quay các thanh dẫn cắt từ trờng sẽ cảm ứng sức

điện động E ,chiều quay xác định theo quy tắc bàn tay trái

f u

K

R R K

U K

I R R U

K

E

θ θ

θ θ

.

).

(

+

−

= +

RfU

R R K

U u u f .

) ( θ θ 2

Mômen phụ thuộc vào từ thông và dòng phần ứng

Từ phơng trình (1) suy ra : để thay đổi tốc độ động cơ ta có thể dùng phơng pháp thay đổi điện áp phần ứng U ,từ thông θ tức là thay đổi dòng kích từ

Ikt và thay đổi điện trở phần ứng R ,Rf

M =K.θ.I do đó muốn đảo chiều động cơ tức là đảo chiều mômen M

ta có thể dùng phơng pháp đảo chiều từ thông (tức là đảo chiều dòng kích từ

Ikt ) hoặc là đảo chiều dòng điện phần ứng I

b) Thay đổi điện áp phần ứng

- Để điều chỉnh điện áp phần ứng đông cơ điện một chiều cần có thiết bị nguồn nh máy phát điện một chiều kích từ độc lập , các bộ chỉnh lu điều khiển các thiết bị này có chức năng biến đổi lợng xoay chiều thành một chiều có suất điện động Eb điều chỉnh đợc là nhờ tín hiệu Uđk

BBĐ

LK

- Phơng trình đặc tính cơ của hệ thống nh sau:

dm

b ud dm

K

R R K

= ω

- Vì từ thông của động cơ đợc giữ không đổi nên độ cứng của đặc tính cơ cũng không thay đổi còn tốc độ không tải lý tởng tuỳ thuộc vào giá trị điện áp Uđk của hệ thống do đó có thể nói phơng pháp điều chỉnh này là triệt để

- Để xác định dải điều chỉnh tốc độ ta thấy rằng tốc độ lớn nhất của hệ thống bị chặn bởi đặc tính cơ bản là đặc tính ứng với điện áp định mức

và từ thông cũng giữ ở giá trị định mức Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn bởi yêu cầu về sai số tốc độ và mômen khởi động , khi mômen tải là định mức thì giá trị lớn nhất va nhỏ nhất của tốc độ là

β ω

−

= 0 max max

β ω

−

= 0 min min

Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của dải điều chỉnh phải có mômen ngắn mạch là:

Mnmmin = Mcmax = KM.Mđm

Trong đó : KM hệ số quá tải về mômen, do họ đặc tính cơ là những đờng thẳng song song với nhau nên theo định nghĩa về độ cứng đặc tính cơ ta có thể viết:

1 1

1 1

max 0 max

0

min min

M

dm

M

dm dm

nm

K

M M

K

M D

K

M M

M

β ω β

β ω

β β ω

* Phạm vi điều chỉnh phụ thuộc tuyến tính vào β

3.Vấn đề đảo chiều

Chiều quay động cơ phụ thuộc vào chiều quay mômen có thể dùng hai phơng pháp Hoặc thay đổi chiều dòng phần ứng I hoặc đổi chiều từ thông (đổi chiều dòng kích từ Ikt).

Nếu dùng phơng pháp đảo chiều dòng kích từ Khi máy đang quay thì

do hệ số điện cảm của cuộn dây kích thích lớn (do có nhiều vòng dây) nên khi thay đổi dòng kích thích Ikt thì xuất hiện suất điện động cảm ứng rất cao gây ra điện áp làm đánh thủng cách điện dây quấn kích thích

Do đó để đảo chiều quay động cơ ta chon phơng pháp đảo chiều dòng phần ứng I

4) Một số yêu cầu kỹ thuật khác

γ → 1 tức là hệ truyền động có thể ổn định ở mọi vị trí trong toàn dải

Trong đó : ω max bị hạn chế bởi độ bền động cơ và độ bền của vành góp

ω min bị chặn bởi yêu cầu về mômen khởi động ,khả năng quá

tải và sai số tốc độ làm việc cho phép

u

R

U R

E U

=

−

Do U không đổi và R rất nhỏ (điện trở cuộn dây phần ứng) nên I rất lớn làm cháy dây quấn và vành góp

Cách khắc phục điều này là phải có bộ phận nhận biết đợc mất kích từ

(θ = 0 và do đó I =0) thì lập tức ngắt nguồn cấp cho phần ứng tức U = 0 Khi đó I không lớn và tránh đợc sự cố trên

Chơng 2

8

Các phơng án tổng thể

Để lựa chọn đợc một phơng án thích hợp với yêu cầu “ Cấp điện cho đông cơ

điện 1 chiều kích từ độc lập có đảo chiều theo nguyên tắc điều kiển riêng “ ta cần phải lựa chọn 1 phơng án điều chỉnh tốc độ và sơ đồ mạch lực phù hợp

I Lựa chọn phơng án điều chỉnh tốc độ đông cơ

Nói chung ta có thể tiến hành điều chỉnh tốc độ động cơ theo 2 phơng pháp chủ yếu nh đã nêu ơ trên : Điều chỉnh điện áp phần ứng và điều chỉnh từ thông φ

• Phơng pháp điều chỉnh từ thông φ

Phơng pháp điều chỉnh từ thông φ có thể thay đổi tốc độ đợc một cách liên tục và kinh tế nhng chỉ có thể điều chỉnh đợc tốc độ trong vùng trên tốc độ định mức và bị hạn chế bởi các điều kiện cơ khí

• Phơng pháp điều chỉnh điện áp phần ứng

Phơng pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng có thể

điều chỉnh tốc độ 1 cách liên tục và dễ dàng thực hiện bằng cách thay đổi góc điều kiển α Mặt khác phơng pháp này trong quá trình điều kiển thay đổi tốc độ thì không tiêu hao năng lơng và momen của đông cơ không đổi

Nhân xét :

Từ những phân tích ở trên ta lựa chọn phơng án điều chỉnh tốc độ của đông cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng

II Lựa chọn phơng án mạch lực.

Để thay đổi và đảo chiều của động cơ điện 1 chiều chúng ta buộc phải thiết

kế các bộ chỉnh lu đảo chiều với sơ đồ nguyên lý nh sau

Dựa vào công suất cung cấp cho tải mà ta lựa chọn mạch chỉnh lu là một pha hay mạch chỉnh lu 3 pha Thông thờng theo kinh nghiêm ta có :

+ Nếu công suất của mạch cung cấp lớn hơn 5 ữ 7 kW ta sử dụng mạch chỉnh lu 3 pha

CL II

Tải

R

f

+ Nếu công suất của mạch cần cung cấp nhỏ hơn 5 ữ 7 kW ta sử dụng mạch chỉnh lu 1 pha

- Công suất mạch phần ứng :

P = 600.5 = 3000W = 3kW < 5 ữ 7 kW nên ta sử dụng mạch chỉnh lu 1 pha để cung cấp cho phần ứng

- Công suất mạch phần cảm :

Pcảm = 400.0,6 = 240W = 0,24kW < 5 ữ 7 kW nên ta sử dụng mạch chỉnh lu 1 pha để cung cấp cho phần cảm

• Các sơ đồ chỉnh lu 1 pha

1 Chỉnh lu một nửa chu kỳ

Với sơ đồ này sóng điện áp ra một chiều bị gián đoạn trong một nửa chu kỳ khi điện áp anốt của van bán dẫn âm , do đó khi sử dụng sơ đồ chỉnh

lu một nửa chu kỳ chất lợng điện áp tải xấu

Điện áp tải trung bình lớn nhất trên tải

- Chất lợng điện áp xấu

- Hiệu suất sử dụng máy biến áp thấp

2 Chỉnh lu cả chu kỳ với biến áp có trung tính

T2 U1

Dạng dòng ,áp trên tải và điện áp ngợc trên van T1 trong trờng hợp tải điện cảm lớn

• Xét với tải RL , điện cảm lớn để lọc dòng và áp có chất lợng tốt

- Biến áp phải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống hệt nhau, ở mỗi nửa chu kỳ có một van dẫn cho dòng chảy qua

- Khi θ = α cho phát xung mở T1 , T1 dẫn do điện áp đầu anot dơng và có xung mở Khi θ = π , điện áp trên anot = 0 nhng do có cuộn cảm L nên vẫn còn dòng điện Id nên T1 cha khoá , T1 tiếp tục dẫn cho đến khi θ = π + α , phát xung mở T2 thì T1 bị khoá và T2 dẫn T1 khoá không phải dòng đã về 0

Với α : là góc điều khiển mở

+ Điện áp trung bình trên tải

2?

U d

Tải có điện cảm lớn nên dòng tải liên tục id = Id

Mỗi van dẫn thông một nửa chu kỳ

+ Dòng hiệu dụng qua van (chính là dòng hiệu dụng qua máy biến áp)

+ Công suất máy biến áp Sba = 1,48.UdId

- Dòng qua van không quá lớn

- Điều khiển van đơn giản

12

Nửa chu kỳ sau, điện áp đổi dấu , anot của T3 dơng và katot T4 âm , nếu có xung điều khiển mở đồng thời T3,T4 thì các van này đợc mở thông và

Ud = - U2 , với điện áp một chiều có cùng chiều với nửa chu kỳ trớc

+ Giá trị trung bình của tải

Ud = π+∫α

α

θ θ

+ Công suất biến áp Sba = 1,23Pd

Nhận xét :

Chất lợng điện áp của chỉnh lu cầu một pha giống nh chỉnh lu hình tia Hình dạng đờng cong điện áp , dòng tải , dòng qua van bán dẫn , hệ số đập mạch nh trong chỉnh lu hình tia

Vậy ta lựa chọn sơ đồ mạch lực cung cấp cho phần ứng và phần cảm của động cơ nh sau:

Sơ đồ mạch lực cung cấp cho phần ứng

Sơ đồ mạch lực cung cấp cho phần cảm.

Chơng 3

Phân tích sự hoạt động của mạch thiết kế

i.nguyên lý hoạt động của mạch lực

Mạch lực bao gồm 2 sơ đồ cầu hoạt động độc lập riêng rẽ : bộ chỉnh lu

I chạy thì bộ chỉnh lu II không chạy , ngợc lại bộ chỉnh lu II chạy thì bộ chỉnh lu I nghỉ

Do vậy khi bình thờng 1 bộ hoạt động ơ chế độ chỉnh lu thì sơ đồ mạch lực lúc này là sơ đồ cầu 1 pha

1.Sự hoạt động của sơ đồ cầu 1 pha nh sau :

Tải ta coi tải là RLE , cuộn cảm L đợc thêm vào để lọc điện áp và dòng

α π α

α π α

θ π π

π θ θ

E di X i

R d

U sin 1 .d 1 L. d2

2

1

16

Lóc nµy c¶ 4 van cïng më th«ng cho dßng ch¶y qua ,phô t¶i bÞ ng¾n m¹ch

∫ X U c X U c

§Æt ic = ic1 + ic2 , ic1 = ic2 = 0,5.ic

ic1 : lµm t¨ng dßng trong T4 vµ lµm gi¶m dßng trong T2

Ic2 : lµm t¨ng dßng trong T3 vµ lµm gi¶m dßng trong T1

( α − α + θ )

= cos cos

2

.

2 2

4 , 3

c

U i

( )( α − θ + α )

−

2

.

2 22

, 1

c d

U I

2 cos

µ

∆ ∫ 2 sin 2. cos cos

2

0 2

U d

U U

I X

U = 2. .

∆ khi đó giá trị trung bình điện áp trên tải là

Ud’ = Ud -

απ

α π

I X U

I

cos 2 2

2

=

Ud’ = R.Id +E

2 Sự hoạt động của mạch trong quá trình ta đảo chiều động cơ

Trong quá trình ta đảo chiều động cơ ta cần 1 bộ điều kiển lôgic để thực hiện các bớc đảo chiều nh sau :

Giả sử ta chuyển từ sự làm việc của bộ chỉnh lu I sang bộ chỉnh lu II

Ta cần thực hiện thứ tự các bớc nh sau

1 Ngắt xung điều khiển bộ chỉnh lu I

2 Đo dòng chạy qua tải để xác định dòng điện về không

3. Sau khi phát hiện dòng về không phải dữ trữ 1 thời gian trễ τ > tph

đủ để đảm bảo thyristor đã khoá chắc khi đó mới phát xung để điều khiển van kia

4 Phát xung điều kiển cho các van ở bộ chỉnh lu II

Nếu suất điện động Ed cha đảo chiều ,thì không đợc chạy bộ chỉnh lu II với α < 900 vì lúc đó suất điện động Ed và Id cùng chiều nhau , trờng hợp nay

dễ gây sập nghịch lu do dòng điện rất lớn Do đó bắt đầu phải điều khiển α ở

bộ chỉnh lu II lớn hơn 900 , lúc đó bộ chỉnh lu II làm viêc ở chế độ nghịch lu phụ thuộc

a) Chế độ nghịch lu phụ thuộc trong sơ đồ cầu 1 pha nh sau :

Trong đông cơ điện một chiều có sức phản điện động ,trong điều kiện nào đó nó có thể làm việc ở chế độ nghịch lu - là chế độ biến đổi năng lợng dòng một chiều phía tải thành dòng điện xoay chiều cấp trở lại lới điện, chế

độ làm việc nh vậy chính là khi ta hãm tái sinh để tiết kiệm năng lợng

Để sức điện động E phát năng lợng trở lại lới điện thì dòng và áp phải ngợc chiều nhau Ud và Id ngợc nhau

Do dòng điện chỉ chảy theo một chiều từ A đến K của thyristor nên ta

điều chỉnh sao cho

- Chiều dòng nh cũ

- Đảo chiều sức điện động Ed

- ở trong chế độ chỉnh lu với góc mở là α thì Ud =Ud0.cosα .

đợc duy trì bởi Ud – E > 0 thì trong chế độ nghịch lu phụ thuộc dòng đợc duy trì bởi E −U d > 0

Trong chế độ nghịch lu lới điện nhận năng lợng từ phía tải

Điều kiện hoạt động chế độ nghịch lu phụ thuộc

Nếu π − ( α + à ) < θoff (ứng với thời gian phục hồi Thyristor)

Thyristor sẽ tự mở trở lại không cần dòng điều khiển (mở tự nhiên )

Khi đó trong mạch cả hai nguồn cùng phát năng lợng khi đó Id rất lớn gây

θ

II.Phơng pháp điều khiển riêng

Để thực hiện quá trình đảo chiều cho động cơ ta cần có 1 bộ điều khiển Lôgic Sơ đồ của bộ điều khiển Lôgic nh sau :

Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn một bộ bién đổi kia bị khoá do cha có xung điều khiển Hệ có hai bộ biến đổi là BĐ1và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tơng ứng là FX1 và FX2 Trật tự hoạt

động của bộ phát xung này đợc quy định bởi các tín hiệu lôgic b1 và b2 Quá trình hãm và đảo chiều đợc mô tả bằng đồ thị thời gian Trong khoảng thời gian từ 0 -> t1 bộ BĐ1 làm việc ở chế độ chỉnh lu với α1 < π/2 còn bộ BĐ2 thì khoá Tại t1 phát lệnh đảo chiều bởi iLĐ góc điều khiển α1 tăng đột biến lớn hơn π/2 dòng điện phần ứng giảm về không lúc này các xung để khoá bộ BĐ1 Thời điểm t2 đợc xác định bởi cảm biến dòng điện SI1 Trong khoảng thời gian trễ t= t3 – t2 bộ BĐ1 bị khoá hoàn toàn, dòng điện phần ứng bị triệt tiêu Tại t3 sđđ E vẫn còn dơng, tín hiệu lôgic b2 kích cho FX2

mở BĐ2 với góc α > π/2 và sao cho dòng điện phần ứng không vợt quá giá trị cho phép động cơ đợc hãm tái sinh Nếu nhịp điệu giảm α2 phù hợp với quán tính của hệ thì có thể duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngợc không đổi , điều này đợc thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự

động dòng điện của hệ thống trên sơ đồ của khối lôgic LOG , iLĐ , iL1 , iL2 là các tín hiệu lôgic đầu vào b1,b2 là các tín hiệu lôgic đầu ra để khoá các bộ phát xung điều khiển

iLĐ = 1 phát xung điều khiển mở BĐ1

iLĐ = 0 phát xung điều khiển mở BĐ2

i1L (i2L) = 1 có dòng điện chảy qua bộ BĐ1 và BĐ2

Từ mạch lôgic trên ta có:

L L LD

L L LD

i i i b

i i i b

1

2 2

• Hệ truyền động van đảo chiều điểu khiển riêng có u điểm là làm việc

an toàn ,không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi nên không cần thiết kế cuộn kháng cân bằng ,song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không

• Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng hai bộ biến đổi làm việc độc lập, trong một thời điểm thì chỉ có một bộ BĐ làm việc còn bộ BĐ kia phải chắc chắn khoá( có nghĩa là dòng điện qua bộ BĐ này phải bằng “0”) Ta

sẽ dùng xenxơ dòng điện để nhận biết có dòng điện chạy qua bộ BĐ hay không xenxo dòng này ta dùng điện trở shunt điện trở này khi có dòng qua nó thì một điện áp cỡ 60 mV lấy ra ở đầu ra tín hiệu này qua bộ khuyếch đại thuật toán để khuyếch đại điện áp này

• Ta dùng một khâu thuật toán so sánh LM311: tín hiệu dòng điện qua xenxơ đợc hạ trên một điện trở RS tạo ra tín hiệu điện áp Vi

Đầu ra chân 7 mắc với nguồn nuôi +5V qua điện trở kéo lên 1kΩ Đất của bộ

so chân 1 đợc mắc vào đầu nối đất của mạch Cách mắc này dẫn đến đầu ra

có các trạng thái khả dĩ là 0 và 5V Lôgic của mạch là:

V0 =5V đối với Vi > 0

V0 =0V đối với Vi < 0

Nếu V0 = 5V nghĩa là bộ BĐ đó có dòng điện chạy qua

Nếu V0 = 0V có nghĩa là bộ BĐ đó không có dòng điện chạy qua

• Do mạch điểu khiển riêng cần có thời gian tạo trễ nên ta chọn bộ tạo trễ là mạch 555

-E

+E R23

R 24

U I

I Tính chọn Tiristo

Khi lựa chọn van ta dựa vào 2 thông số cơ bản quan trọng nhất là dòng

điên qua van và điện áp ngợc lớn nhất mà van chịu đợc , các thông số cơ bản của van đợc tính nh sau :

+ Điện áp ngợc đặt lên van :

Ulv = Ung.max = knv U2 = knv Udm / ku Trong đó :

knv , ku lần lợt là hệ số điện áp ngợc và hệ số điện áp của mạch lực

22