NGC QUí Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ- địa chất - đỗ ngọc quý LUN VN THC S K THUT Nghiên cứu ứng dụng hệ thống điều khiển không Điểm cho tàu điện ắc quy mỏ cdxt - 5j(8j) nhằm tiết kiệm điện luận văn thạc sĩ kỹ thuật NM - 2010 hà nội - 2010 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ - địa chất đỗ ngọc quý Nghiên cứu ứng dụng hệ thống điều khiển không Điểm cho tàu điện ắc quy mỏ cdxt - 5j(8j) nhằm tiết kiệm điện Chuyên ngành: Điện khí hoá mỏ Mà số: 60.52.52 luận văn thạc sĩ kỹ thuật Người hướng dẫn khoa học TS Trần minh hà nội - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình riêng tơi số liệu kết qủa luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng năm 2010 Tác gi lun Ngc Quý Danh mục bảng STT Tên bảng Trang Bảng 1.1 Thống kê tàu ®iƯn ®ang ho¹t ®éng ë mét sè má than 14 vùng Quảng Ninh DANH MụC CáC HìNH Vẽ đồ thị Tên hình Stt Trang Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý truyền động điện tàu AK-2Y Hình 1.2 Nguyên lý điều khiển truyền động Hình 1.3 Nguyên lý điều khiển truyền động điện tàu điện theo nguyên tắc điều chỉnh điện áp hÃng ASEA Hình 1.4 Nguyên lý băm xung điều khiển tầu điện Hình 1.5 Biểu đồ xung băm xung áp 10 Hình 1.6 : Tàu điện ắcquy CDXT 8(J) điện Uông 15 Bí ®ãng míi vá H×nh 1.7 : Bé khèng chÕ 16 Hình 1.8 : Các loại điện trở Tàu CDXT-5 8(J) (h.a); Tàu 17 4,5- (h.b);Tàu AM-8(h.c) Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý tàu điện ắcquy 4,5- AP 22 10 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý tàu điện ăcquy CDXT-5(J) 24 11 Hình 2.3 Sơ đồ chuyển động đoàn tàu điện mỏ 26 12 Hình 2.4 Các lực tác dụng lên bánh xe chủ động đầu tàu 27 13 Hình 2.5 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo tàu 34 điện ắcquy 14 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc biến đổi xung 37 chiều 15 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc biến đổi xung nhiều nhánh song song 37 16 Hình 3.3 Các sơ đồ biến đổi xung có tải mắc song song 38 17 Hình 3.4 Các trạng thái làm việc khoá S 39 18 Hình 3.5 Các sơ đồ chuyển mạch với tín hiệu điều 41 khiển 19 Hình 3.6 Các sơ đồ chuyển mạch dùng biến áp 43 20 Hình 3.7 Các sơ đồ băm xung chiều không đảo chiều 45 21 Hình 3.8 Băm xung chiều nối tiếp tải RL 46 22 Hình 3.9 Các loại van điều khiển hoàn toàn tham số 48 ứng dụng 23 Hình 3.10 Giản đồ thời gian dòng điện bình ăcquy Khi 52 điều khiển song song hai động 24 Hình 3.11 Biên độ thành phần điều hoà dòng điện 53 25 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý biến đổi xung dùng IGBT 54 26 Hình 3.13 Đồ thị dòng tuyến tính hoá 55 26 Hình 3.14 Sơ đồ khối giản đồ thời gian mạch điều khiển 59 biến đổi xung dùng IGBT 27 Hình 3.15 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển băm xung 60 chiều kiểu PWM 28 Hình 3.16 Tạo dao động Timer 555 ghép với mạch 62 cưa dùng Transistor 29 Hình 3.17 Các điện trở hạn chế dòng điều khiển 66 30 Hình 3.18 Khuếch đại xung cho IGBT dùng nguồn riêng 67 31 Hình 3.19 Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung điều khiển 69 biến đổi xung dùng IGBT 32 Hình 3.20 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ biến đổi xung 73 33 Hình 3.21 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo 75 tàu điện ắcquy CDXT-5j thay hệ thống tiếp điểm IGBT 34 Hình 3.22 Đặc tÝnh lùc kÐo vµ thêi gian chun cÊp cđa tµu điện ăcquy CDXT-5J thay hệ thống tiếp điểm IGBT 76 Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt BNM Bảo vệ có cố ngắn mạch tải BCM Bảo vệ chạm mát BQT Bảo vệ tải hệ thống Mở đầu 1.Tính cấp thiết đề tài luận văn Tàu điện thiết bị vận tải chủ yếu sử dụng phổ biến mỏ than hầm lò Việt Nam để vận chuyển than, đất đá, vật liệu, thiết bị người, vận tải tàu điện ảnh hưởng trực tiếp đến suất khai thác giá thành sản xuất than Hiện nay, động dẫn động tàu điện mỏ động điện chiều kích từ nối tiếp, điều khiển chế độ làm việc tàu chủ yếu phương pháp điều chỉnh điện trở phụ mạch phần ứng động qua khống chế để đóng mở tiếp điểm Hệ truyền động điện chiều kích từ nối tiếp tạo đặc tính kéo đặc tính kéo lý tưởng tàu.Tuy vậy, có nhược điểm sau: làm tổn thất điện đáng kể điện trở điều chỉnh đặc biệt tàu phải làm việc tốc độ thấp Gây tia lửa chổi than cổ góp điện, tiếp điểm, bánh xe ray dẫn tới giảm độ an toàn nổ Chi phí vận hành tăng phải thường xuyên bảo dưỡng, sửa chữa, thay cổ góp điện, chổi than tiếp điểm Điều chỉnh tốc độ chuyển động tàu theo cấp điện trở, cấp điện áp nên tàu làm việc thường bị giật, dễ gây trượt bánh khỏi đường ray làm giảm khả thông qua đường Nhằm đáp ứng yêu cầu tăng lực vận tải, tiết kiệm điện năng, giảm giá thành sản xuất, nâng cao độ an toàn nổ hầm mỏ ứng dụng tiến khoa học kỹ thuật vào lĩnh vực điều khiển tàu điện mỏ việc nghiên cứu ứng dụng hệ thống điều khiển không tiếp điểm cho tàu điện ăc quy làm việc môi trường khí bụi nổ mỏ than hầm lò Việt Nam mang tính thời cấp thiết Mục đích nghiên cứu luận văn - Đề xuất giải pháp điều khiển truyền động tàu điện chiều CDXT-5J(8J) nhằm giảm tiêu thụ điện năng, nâng cao hiệu sử dụng thiết bị Đối tượng nghiên cứu - Các loại tàu điện ắc quy CDXT-5J(8J) mỏ hầm lò Việt nam Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu động lực học hệ truyền động tàu điện ắc quy mỏ hầm lò Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển cho tàu điện ăc quy mỏ Việt Nam nhằm tiết kiệm điện Phạm vi nghiên cứu Các tàu điện ắc quy làm việc mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp quan sát khoa học - Phương pháp nghiên cứu ứng dụng - Phương pháp mô hình hóa phần mềm Matlab 7.0.4 ý nghÜa khoa häc vµ ý nghÜa thùc tiƠn luận văn - ý nghĩa khoa học: Đề xuất giải pháp điều khiển truyền động thay giải pháp truyền thống Nội dung luận văn Luận văn chia làm ba chương với nội dung sau: Chương 1: Tổng quan phát triển tiến kĩ thuật điều khiển tàu điện mỏ giới, tình hình sử dụng tàu điện mỏ Việt Nam Chương 2: Nghiên cứu động lực học hệ truyền động tàu điện ắc quy mỏ hầm lò Chương 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển cho tàu điện ắc quy mỏ Việt Nam nhằm tiết kiệm điện Kết luận 71 đưa tới so sánh SS2(IC4) Đầu khâu so sánh nhận được chuỗi xung dạng chữ nhật Tại xung đưa qua khuếch đại điều khiển IGBT2 biến đổi xung thứ 2(BĐ2) Như mạch phát xung với sơ đồ nguyên lý điều khiển song song độc lập biến ®ỉi xung dïng tranzito ChÕ ®é lµm viƯc cđa bé biÕn ®ỉi cã thĨ ®iỊu chØnh lƯch pha nhau nhờ chiết áp CDF Nguồn nuôi cho sơ đồ nguyên lý mạch phát xung điều khiển biến đổi xung ta lấy từ bình ắc quy(ta lấy từ bình ắc quy đấu nối tiếp Mỗi bình có điện áp 2V[11] 3.7 Mạch bảo vệ biến đổi xung Để biến đổi xung làm việc tin cậy điều kiện vận hành thực tế mỏ cần phải thiết lập mạch bảo vệ phù hợp với hệ thống điều khiển xung Để hệ thống làm việc tốt phải có hình thức bảo vệ sau đây[6]: + Bảo vệ tải (BQT) + Bảo vệ ngắn mạch(BNM) + Bảo vệ chạm mát (BCM) Xét sơ đồ khối mạch điều khiển biến đổi xung hình 3.14 Nhiệm vụ khối hình 3-14 sau: + Khối phát xung chuẩn FXC có nhiệm vụ tạo xung chữ nhật có độ rộng xung hẹp tần số cố định + Khèi m¹ch khèng chÕ MKC cã nhiƯm vơ: - Khi Uđk lớn phải đảm bảo có tín hiệu cấm đưa vào khối so sánh SS1và khối SS2 - Khi Uđk nhỏ phải đảm bảo có tín hiệu mở ®a vµo SS1vµ SS2 - Khi cã tÝn hiƯu sù cố phải có tín hiệu để đảm bảo cã xung kho¸ IGBT1, IGBT2 + Khèi BQT cã nhiƯm vụ bảo vệ tải hệ thống + Khối BNM có nhiệm vụ bảo vệ có cố ngắn mạch tải 72 + Khối BCM có nhiệm vụ không cho vận hành hệ thống có tượng chạm mát Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ biến đổi xung hình 3-20 Trong sơ đồ hình 3.20: IC6, tranzito T7 phần tử liên quan làm nhiệm vụ khống chế KC; IC7,IC8 phần tử SS1 SS2 đà nêu phần mạch phát xung 73 SS1 C3 CA IC7 SS2 T7 T3 Te IC2 IC8 PH D x T4 IC3 1R IC6 1R 2R T5 x IC4 IC5 T6 2R H×nh 3.20 Sơ đồ nguyên lý mạch bảo vệ biến đổi xung 74 Nguyên lý làm việc mạch sau: Mạch bảo vệ tải gồm điện trở nhiệt Te, IC2 Tranzito T3 Điện trở nhiệt Te gắn tản nhiệt IGBT1 Khi động tàu bị tải dòng qua IGBT1 tăng làm nhiệt độ tăng, điện trở Te giảm Đến ngưỡng lật IC2 chuyển sang trạng thái làm T3 thông kéo theo điểm (*) dương nguồn Trạng thái thông qua mạch khống chế làm khóa IGBT1[4] Mạch bảo vệ ngắn mạch gồm IC3 tranzito T4 rơ le 1R Tín hiệu dòng tải lấy từ cảm biến dòng CBD đưa vào đầu vào đảo IC3 Khi xảy tượng ngắn mạch làm dòng tải vượt trị số cho phép làm cho IC3 lật trạng thái làm việc tranzito T4 thông Khi T4 thông làm rơ le 1R tác động, đồng khoá IGBT1 Rơ le 1R đóng tiếp điểm tự trì trạng thái ấn nút phục hồi PH Mạch bảo vệ chạm mát động tàu gồm IC4, IC5, tranzito T5 T6 rơ le 2R Tín hiệu có xung mở IGBT1 đưa tới đầu vào đảo IC4 làm IC4 lật trạng thái Điều dẫn đến T5 mở rơ le 2R làm việc Rơ le 2R đóng tiếp điểm 2R nối mạch cực phát T6 vào dương nguồn Nếu lúc tín hiệu dòng cảm biến dòng CBD đưa vào đầu không đảo IC5 (biểu biến đổi bị nối tắt có chạm mát cực động xuống mát), IC5 lật trạng thái làm T6 mở T6 thông qua mạch khống chế không cho phép phát xung làm việc, đồng thời đưa tín hiệu báo cố chạm mát - Thông thường IGBT sử dụng mạch đóng cắt tần số cao, từ đến hàng chục kHz tần số đóng cắt cao vậy, cố phá huỷ phần tử nhanh dẫn đến phá hỏng toàn thiết bị Những cố thường xảy dòng ngắn mạch từ phía tải từ phần tử có lỗi chế tạo lắp ráp Có thể ngắt dòng IGBT cách đưa điện áp điều khiển giá trị âm Tuy nhiên tải dòng điện đưa IGBT khỏi chế độ bÃo hoà dẫn đến công suất phát nhiệt tăng đột ngột, phá huỷ phần tử sau vài chu kỳ đóng cắt Mặt 75 khác khoá IGBT lại thời gian ngắn dòng điện lớn đẫn đến tốc độ tăng dòng lớn, gây điện áp collector, emiter, đánh thủng phần tử Trong cố dòng, tiếp tục điều khiển IGBT xung ngắn theo qui luật cũ, không đơn giản ngắt xung điều khiển để dập tắt dòng điện Có thể ngăn chặn hậu việc tắt dòng đột ngột cách sử dụng mạch dập RC(snubber circuit), mắc song song với phần tử Tuy nhiên mạch dập làm tăng kích thước làm giảm tin cậy thiết bị Giải pháp tối ưu đưa làm chậm lại trình khoá IGBT, hay gọi khoá mềm(soft turn-off) phát có cố dòng tăng mức cho phép 3.8 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo đoàn tàu điện mỏ điều khiển biến đổi xung Hình 3.21 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo tàu điện ắcquy CDXT-5j thay hệ thống tiếp điểm IGBT Kết nghiên cứu lực kéo, lực bám dính tàu điện mỏ ( 4,5 ; CDXT-5j; CDXT- 8J) 76 Hình 3.22 Đặc tính lực kéo thời gian chuyển cấp tàu điện ăcquy CDXT-5J thay hệ thống tiếp điểm IGBT Qua kết nghiên cứu ta thấy: Tiết kiệm điện giảm tổn hao điện trở khởi động Khắc phục việc điều chỉnh tốc độ: Êm ái, tàu chạy không dật cục điều khiển tốc độ, đường đặc tính không nhọn đầu (đường đặc tính múp hơn) điều khiển điện trở, khắc phục việc bá sè ®iỊu khiĨn b»ng bé khèng chÕ 3.9 Phân tích hiệu tiết kiệm điện qua việc ứng dụng giải pháp điều khiển Sử dụng băm xung điện áp điều chỉnh đóng mở IGBT tiết kiệm điện so với cách thay đổi giá trị điện trở để thay đổi tốc độ tàu điện ắc quy Trung Quốc CDXT-8J Việc tính toán thực hai sơ đồ tương đương Hình 2.1 Hình 3.12 phép tính toán thông thường ta tính lượng điện tiêu tốn điện trở khởi động Các thông số tính toán [8] 77 -DZB-40dI/8 - 2,0 : Điện trở phòng nổ có giá trị 2,0 [8] -DXT-140/8 - 140V : Thiết bị nguồn (phòng nổ) có giá trị điện áp 140V -DG-440-KT- 2V : ắc quy có giá trị điện áp 2V Số lượng 70 x 2V = 140V Đối với tàu điện ắc quy CDXT-8J có sè, vËy thêi gian chun cÊp cho mét lÇn khởi động 30(s) Trung bình tiếng sản xuất(một ca) thực 40 lần khởi động Thời gian khëi ®éng sư dơng ®iƯn trë phơ mét ca: t = 40 x 30=1200(s) Thêi gian lµm viƯc ngày ca sản xuất: T = 1200 x = 3600(s) = 60(phót) Tỉn hao nÕu sư dơng ®iƯn trë khëi ®éng: Q =I2.R.t= U2 t R Cường độ dòng điện qua điện trở: I= U 140 = =70(A) R Nhiệt lượng toả điện trë vßng 60 Q = I2.R.t = 702.2.3600 = 35.280.000(J) 1kWh = 1000W.3600s = 3600000Ws = 3600000(J) Víi nhiệt lượng toả khởi động đầu tàu ngày sản xuất tương ứng với Q = 35.280.000(J) 10kW Vậy đầu tàu khởi động điện trở năm tiêu tốn: 10kWx1500đ/kWx30ngày x 12tháng= 5.400.000đ/đầu tàu Ta lấy ví dụ Công ty than Hạ Long có 48 đầu tàu, năm tiêu tốn điện trở khởi động là: 5.400.000 x 48=259.200.000đ/năm 78 Vậy sử dụng băm xung điện áp thay đổi khả đóng mở IGBT để thay đổi giá trị điện áp qua điều chỉnh tốc độ chạy tàu, năm Công ty than Hạ Long giảm 259.200.000đ/năm an toàn nhiều ta điều khiển tuý khống chế để thay đổi hệ thống tiếp điểm 79 Kết luận Từ kết nghiên cứu lý thuyết trình bày luận văn rút kết luận sau đây: Vận tải tàu điện mỏ than hầm lò Việt Nam khâu vận tải quan trọng Trong điều kiện khai thác xuống sâu yêu cầu sản lượng than ngày tăng việc sử dụng nhiều tàu điện công nghệ vận tải cần thiết mỏ hầm lò Việt Nam, tất tàu điện sử dụng động điện chiều kích từ nối tiếp điều khiển dựa công nghƯ cị theo hƯ hë: thay ®ỉi ®iƯn trë phơ, điện áp mạch phần ứng động theo cấp làm tổn thất nhiều điện năng; khởi động, ®ỉi chiỊu chun ®éng, h·m vµ ®iỊu chØnh tèc ®é không êm, tàu làm việc hay bị trượt; xuất tia lửa cổ góp chổi than, tiếp điểm làm tăng chi phí vận hành, đầu tư làm giảm độ an toàn nổ Do phương pháp điều khiển xung đảm bảo tất chế độ vận hành bình thường đầu tàu điện mỏ như: Khởi động, hÃm, điều chỉnh tốc độ So với phương pháp dùng điện trë phơ hiƯn sư dơng nã cã nhiỊu u ®iĨm hẳn Việc nghiên cứu ứng dụng phương pháp điều khiển xung cho đầu tàu điện sử dụng mỏ nước ta việc làm cần thiÕt §iỊu kiƯn thùc tÕ hiƯn cã thĨ sử dụng biến đổ xung dùng IGBT với sơ đồ mạch lực hình 3-12 Sơ đồ đơn giản lại sử dụng trực tiếp sàn tàu làm tản nhiệt cho phần tử bán dẫn nên thích hợp cho môi trường làm việc khắc nghiệt mỏ Mỗi đầu tàu sử dụng hai biến đổi xung điều khiển độc lập hai động Tần số làm viƯc cđa bé biÕn ®ỉi xung chän f = 5kHz Mạch điều khiển biến đổi xung Nó đáp ứng yêu cầu điều khiển xung tàu điện ắc quy ứng dụng điều khiển song độc lập hai động Mạch có cấu tạo đơn giản, làm việc tin cậy, sử dụng nguồn nuôi thấp, dễ kiểm tra sửa chữa, phù hợp với điều kiện môi trường mỏ Mạch 80 ứng dụng điều khiển biến đổi xung dùng tranzito IGBT cho truyền động khác có nguyên lý tương tự Trong điều kiện mỏ hầm lò ngày khai thác xuống sâu, tầu điện ắc quy sử dụng ngày nhiều Việc nghiên cứu biến đổi xung cho tàu điện ắcquy CDXT-5J(8J) việc làm cấp thiết Khi biến đổi xung thiết kế đưa vào sử dụng cho tàu điện CDXT-5J(8J) nói riêng tàu điện ắcquy nói chung mở triển vọng cho ngành than, đem lại lợi ích kinh tế lớn lượng tiêu thụ điện hàng năm cho mỏ Đảm bảo an toàn tính phòng nổ thay coupler băm xung điện áp Phương pháp điều khiển xung cho phép kéo dài thời gian sử dụng nguồn ăcquy hÃm tái sinh 81 Tài liệu tham khảo Nguyễn Bính Điện tử công suất Nxb KHKT, Hà Nội 2.Nguyễn Văn Chuyên, Trương Duy Phúc(2004), Phương tiện giao thông thành phố, Nxb giao thông vận tải, Hà Nội 3.Lê Văn Doanh(2002),Điện tử công suất điều khiển động điện, Nxb KHKT, Hà Nội 4.Phạm Quốc Hải(2009), Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất, Nxb KHKT, Hà Nội 5.Nguyễn Văn Kháng(2005), Máy tổ hợp thiết bị vận tải mỏ, Nxb KHKT, Hà Nội 6.Kim Ngọc Linh(1998), Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật biến đổi xung điện áp chiều cho hệ truyền động điện tàu điện cần vẹt mỏ Việt Nam Luận văn Thạc sĩ trường Đại học mỏ địa chất, Hà Nội 7.Công ty than Hạ long (2002), Qui trình vận hành, sử dụng, bảo dưỡng tàu điện ắc quy axít loại CDXT-5, ắc qui axít DG-330-KT tổ hợp ắc quy DXT-96, Quảng Ninh 8.Sở nghiên cứu nhà máy thiết bị mỏ lục bàn thuỷ(2009), thuyết minh sử dụng đầu máy ắc quy phòng nổ CDXT-8(J) 9.Tổng Công ty than Việt Nam (2004), Quy trình vận hành tàu điện ắc quy AM-8 TVN.06.02.01-2004, Quảng Ninh 10.Nguyễn Hải Triều(2009), Giáo trình tàu điện mỏ, trường cao đẳng nghề mỏ Hữu Nghị,Quảng Ninh 11.Đỗ Xuân Thụ(1999), Kĩ Thuật Điện Tử, Nxb giáo dục 82 12.DoÃn VănThanh(2007): Nghiên cứu ứng dụng hệ truyền động điện xoay chiều cho tàu điện mỏ Luận án Tiến sĩ KHKT Trường Đại học Mỏ-Địa chất, Hà Nội 13.www Eere.energg.gov 14.www chinanet.com 15.www trainweb.org 16 www Eere.energg.gov 17.S.Staszica (1974), Zakladzie Trakcji Elektrycznej, Krakow 83 MụC LụC Mở đầu Chương 1: Tổng quan phát triển tiến kĩ thuật điều khiển tàu điện mỏ giới, tình hình sử dụng tàu điện mỏ việt nam 1.Tỉng quan ph¸t triển tiến kĩ thuật điều khiển tàu điện mỏ giới 1.1 Phương pháp điều chỉnh điện trở phụ đấu nối tiếp mạch phần ứng ®éng c¬ Ph¬ng pháp điều chỉnh điện áp cung cấp cho phần ứng động Tình hình sử dụng tàu ®iÖn má ë ViÖt Nam 13 Đánh giá, nhận xét 18 Ch¬ng 2: Nghiên cứu động lực học hệ truyền động tàu điện ắc quy mỏ hầm lò 21 2.1 Hệ truyền động tàu điện ắc quy má 21 2.2 Phương trình đoàn tàu điện mỏ 25 2.2.1 Lùc kÐo cña đầu tàu 27 2.2.2 Lực hÃm đoàn tàu 29 2.2.3 Lùc b¸m dÝnh 30 2.2.4 Lực cản đoàn tàu 31 2.3 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo đoàn tàu điện mỏ điều khiển ®iÖn trë 33 2.4 Nhận xét đánh giá 35 Chương 3: Nghiên cứu đề xuất giảI pháp điều khiển cho tàu điện ăc quy mỏ việt nam nhằm tiết kiệm điện 36 84 3.1 Ph©n tÝch so sánh giải pháp điều khiển xung 36 3.1.1 Kết cấu, phân loại phương pháp điều khiển 36 3.1.2 §iỊu khiĨn b»ng tiristor 40 3.1.3 §iỊu khiĨn b»ng transistor 44 3.2 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp điều khiển IGBT 47 3.2.1 C¸c tham sè cđa transistor 49 3.2.2 Lùa chän van IGBT 49 3.3 Chän tÇn sè làm việc phương pháp điều khiển biến đổi xung 50 3.4 Lựa chọn sơ đồ nối động tàu điện mỏ điều khiển bé biÕn ®ỉi xung 51 3.5 X©y dựng sơ đồ nguyên lý biến đổi xung cho truyền động điện tàu điện mỏ 54 3.6 Nghiên cứu thiết kế mạch điều khiển bảo vệ biến đổi xung 57 3.6.1 Mạch phát xung điều khiển biến đổi xung 57 3.6.2 CÊu tróc ®iỊu khiĨn theo phương pháp điều chỉnh độ rộng xung PWM 60 3.6.3 Phát xung chủ đạo tạo điện áp cưa 61 3.6.4 Khâu so sánh tạo xung 65 3.6.5 Khuếch đại xung điều khiÓn bãng IGBT lùc 65 3.6.6 Sơ đồ nguyên lý mạch phát xung điều khiển biến đổi xung dùng IGBT 69 3.7 Mạch bảo vệ biến đổi xung 71 3.8 Sơ đồ cấu trúc Matlab nghiên cứu lực kéo đoàn tàu điện mỏ ®iỊu khiĨn b»ng bé biÕn ®ỉi xung 75 3.9 Ph©n tích hiệu tiết kiệm điện qua việc ứng dụng giải pháp điều khiển 76 KÕt luËn 79 Tài liệu tham khảo 81 Phô lục Với sơ đồ nguyên lý mạch lực mạch điều khiển nêu (hình 3-12, 3-19) đà tiến hành tính toán áp dụng cho tàu điện ắcquy CDXT 8J má cho thÊy: + Bé ®iỊu khiĨn xung cã thể đảm bảo tất chế độ vận hành tàu điều chỉnh điện trở: khëi ®éng, h·m, ®iỊu chØnh tèc ®é, dån toa, ®ỉ tải + Theo tài liệu nước ngoài, việc sử dụng băm xung bán dẫn điều khiển động tàu điện ắc quy, thay cho coupler dàn điện trở nhiệt truyền thống cho phép giảm điện tiêu thụ đầu máy đến 30 - 40% Như vậy, lấy ví dụ cho đầu máy loại 7KP (của Liên xô cũ hay loại tương đương Trung Quốc, công suất động 55kW) sử dụng phổ biến số mỏ hầm lò Coi thời gian hoạt động đầu máy ngày 10 giờ, sử dụng điều khiển bán dẫn tổn thất điện năm đầu máy giảm được: 55 kw x 10 x 26 ngày x 12 tháng x 1000đ/kWx 30% 50.000.000 đ Ngoài ra, sử dụng điều khiển băm xung chiều cho phép điều chỉnh vô cấp tốc độ chạy tàu, nâng cao đáng kể sức kéo đầu máy ... lực học hệ truyền động tàu điện ắc quy mỏ hầm lò Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển cho tàu điện ăc quy mỏ Việt Nam nhằm tiết kiệm điện Phạm vi nghiên cứu Các tàu điện ắc quy làm việc mỏ than... ăcquy 36 Chương Nghiên cứu đề xuất giảI pháp điều khiển cho tàu điện ăc quy mỏ việt nam nhằm tiết kiệm điện Để ứng dụng thành công phương pháp điều khiển xung cho tàu điện ắc quy mỏ nước ta hệ. .. sử dụng tàu điện mỏ Việt Nam Chương 2: Nghiên cứu động lực học hệ truyền động tàu điện ắc quy mỏ hầm lò Chương 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp điều khiển cho tàu điện ắc quy mỏ Việt Nam nhằm tiết