Hệ thống chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều bằng hệ thống khuếch đại máy điện - động cơ

ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ BẰNG HỆ THỐNG MÁY PHÁT - ĐỘNG CƠ

Từ phương trình đặc tính cơ của hệ thống ta nhận thấy: Ứng với mỗi hướng điều chỉnh tốc độ động cơ khác nhau ( lớn hay nhỏ hơn so với tốc độ cơ bản ) ta sẽ có những họ đặc tính điều chỉnh khác nhau như đã trình bày ở trên. Với hệ thống F - Đ vòng hở như trên, ta không thể thực hiện việc ổn định tốc độ động cơ là nhiệm vụ cần thiết đối với các hệ thống truyền động nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm được gia công trên máy, nâng cao chất lượng kỹ thuật của một qui trình công nghệ mà máy sản xuất tham gia hoặc nâng cao năng suất của máy.

HỆ THỐNG KHUẾCH ĐẠI MÁY ĐIỆN – ĐỘNG CƠ

Trong các hệ thống này, các bộ khuếch đại máy điện sẽ sư ûdụng các liên hệ phản hồi, nghĩa là đưa một tín hiệu đầu ra của hệ thống quay trở lại đầu vào của nó. Các khuếch đại máy điện thường dùng hiện nay là máy kích từ nhiều cuộn dây điều chỉnh được, khuếch đại máy điện tự kích và khuếch đại máy điện từ trường giao trục.

HỆ THỐNG KHUẾCH ĐẠI TỪ - ĐỘNG CƠ

Trong hệ thống KĐT – động cơ, tốc độ động cơ được điều chỉnh bằng cách thay đổi trị số trung bình của sức điện động chỉnh lưu bằng cách biến đổi dòng điện điều khiển, tức là biến đổi mức độ bão hòa của mạch từ. Để đơn giản trong việc khảo sát nguyên lý hoạt động của hệ thống này, ta tách ra một trong ba pha từ các sơ đồ trên và giả thuyết rằng đặc tớnh từ trễ của lừi thộp cú dạng lý tưởng. * Ở bán kỳ dương của nguồn u2: dòng điện thuận đi qua V0 từ húa lừi cuộn khỏng, làm cho biờn độ từ cảm biến thiờn.

Vì B0 là do dòng điều khiển Iđk tạo ra nên thực chất giá trị UKĐT chính là hàm cuỷa Iủk: UKẹT = f ( Iủk ). Đây chính là phương trình đặc tính cơ của động cơ trong hệ thống KĐT – động cơ với Rb là điện trở trong của hệ thống. Nếu xem cuộn kháng là phần tử tuyến tính thì ta sẽ được họ những đường đặc tính cơ của động cơ là những đường thẳng song song nhau và được gọi là họ đặc tính cơ lý tưởng.

- Do KĐT là bộ biến đổi tĩnh nên khắc phục được những nhược điểm của hệ thống F - Đ như đã trình bày ở phần trên. - Do điện trở trong của bộ biến đổi van từ khá lớn nên độ cứng của đường đặc tính cơ thấp, sai số tốc độ lớn và dãy điều chỉnh heùp.

HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTO-ĐỘNG CƠ T-Đ

Trong thực tế người ta dùng các loại van có điều khiển hạn chế, nghĩa là có điều khiển thời điểm đầu, khoảng thông nhưng không thể ngắt mạch khi dòng điện chưa giảm về không. Do đó việc điều chỉnh điện áp bộ biến đổi van được thực hiện bằng cách biến đổi thời điểm thông van, việc rút ngắn thời hạn trạng thái thông của các van trong khoảng dẫn được đặc trưng bởi giờ thông chậm tính từ thời điểm mở tự nhiên. Dòng điện và điện áp của bộ biến đổi theo thời gian là những đường cong phức tạp, có chứa cả thành phần một chiều và thành phần xoay chiều.

Để phân tích sự làm việc của động cơ điện một chiều trong hệ thống này phải tìm thàng phần một chiều của van điện áp và dòng điện trên đầu ra của bộ biến đổi tức là xác định trị số trung bình của chúng trong một chu kỳ biến thiên điện áp lưới xoay chiều. Để tiến hành điều chỉnh tốc độ động cơ, người ta thay đổi góc kích α của tiristor sẽ thay đổi được điện áp chỉnh lưu, làm cho điện áp đặt lên phần ứng động cơ thay đổi. Để sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình cầu có thể làm việc được, các xung điều khiển cần có độ rộng lớn hơn 600 điện mới có thể đảm bảo cho việc mở đồng thời 2 tiristor ở hai nhóm.

Đối với sơ đồ chỉnh lưu ba pha hình cầu – động cơ có điều khiển, đối xứng, quá trình chuyển mạch chỉ xảy ra giữa các tiristor trong cùng một nhóm. Ta chọn bộ truyền động dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển chung bởi nó dùng cho dãi công suất vừa và lớn có tần số đảo chiều cao và thực hiện đảo chiều êm hơn.

Sơ đồ- nguyên lý làm việc:( bộ biến đổi kép song song ngược )

• Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng cách đảo chiều dòng kích từ. • Truyền động dùng một bộ biến đổi cấp cho phần ứng và đảo chiều quay bằng công tắc từ chuyển mạch ở phần ứng ( từ thông giữ không đổi ). G1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu còn G2 làm việc ở chế độ đợi Nếu bây giờ cần giảm tốc độ quay của động cơ ta cho.

Lúc này do quán tính nên sức điện động E của động cơ vẫn còn giữ nguyên trị số ứng với trạng thái trước đó, E > U’d1 bộ biến đổi G1. Mặc khác, E > | U’i2 | nên bộ biến đổi G2 làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, trả năng lượng tích luỹ trong động cơ về nguồn điện xoay chiều. Dòng điện phần ứng đổi dấu, chảy từ M vào G2 động cơ bị hãm tái sinh, tốc độ giảm xuống đến giá trị ứng với U’d1.

Nếu cho điện áp điều khiển uc < 0 thì G2 sẽ làm việc ở chế độ chỉnh lưu còn G1 sẽ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc. Đặc điểm của sơ đồ đảo dòng đang xét là có một dòng điện lúc thì chảy từ G1 vào G2, lúc thì chảy từ G2 vào G1 mà không qua mạch tải.

TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC 1. Chọn động cơ điện một chiều

TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN

Khâu tạo ra điện áp răng cưa của đồng pha và khâu so sánh

Khâu tạo điện áp răng cưa của đồng pha và so sánh do vi mạch TCA780 đảm trách. _Điện áp đồng bộ Ur có dạng răng cưa, đồng bộ với điện áp đặt trên anod – catod của Tiristor. Như vậy, bằng cách làm biến đổi Uc người ta có thể điều khiển được thời điểm xuất hiện xung ra, tức là điều khiển được góc mở α.

Xung ra trên vi mạch TCA780 chưa đủ lớn để có thể mở tiristor do đó cần khuếch đại xung có biên độ đủ lớn để có thể mở tiristor. Khâu khuếch đại xung bao gồm: transistor, biến áp xung , diot và các điện trở phân cực cho transistor. D3 : có nhiệm vụ hướng dòng cung cấp cho transistor D4 : là diot ngăn chặn xung âm có thể có khi tiristor khoá Rc : điện trở hạn chế dòng colectơ.

D2 : hạn chế quá điện áp trên các cực C,E của transistor Rg : là điện trở hạn chế dòng điều khiển tiristor. Nếu không có diot D2 thì năng lượng W =21L1I02 sẽ sinh ra quá điện áp trên các cực C và E của transistor.

TÍNH CHỌN MẠCH BẢO VỆ

Nếu khi làm việc nhiệt độ vượt quá nhiệt độ Tjm cho phép thì dù thời gian rất nhỏ cũng có thể phá hỏng Tiristor. Dùng để chỉ các trường hợp sự cố tạo ra dòng điện quá lớn như ngắn mạch trên tải, trên thanh dẫn thứ cấp của MBA ( ngắn mạch bên ngoài), ngắn mạch các pha do chọc thủng van ( ngắn mạch bên trong), do đột biến nghịch lưu. Dòng điện chảy qua dây dẫn sinh ra nhiệt lượng Q = i2Rt, có nhiều cách đặt dây chảy để bảo vệ thiết bị bán dẫn.

Bảo vệ riêng biệt từng Tiristor được sử dụng trong trường hợp khi 1 Tiristor bị chọc thủng nhưng vẫn yêu cầu bộ biến đổi tiếp tục làm việc. Nếu có n Tiristor ghép song song mà 1 Tiristor bị chọc thủng thì dòng tải chia đều cho (n-1) Tiristor còn lại. Khi khoá Tiristor bằng điện áp ngược, các điện áp nói trên đổi ngược là hành trình tạo ra dòng điện ngược trong thời gian rất ngắn.

Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra suất điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm, luôn luôn có các đường dây nguồn dẫn đến các Tiristor. Thông số của mạch RC vào mức quá điện áp có thể xảy ra tốc độ biến thiên của dòng điện chuyển mạch, điện cảm trên đường dây, dòng điện từ hoá MBA, việc tính toán tương đối phức tạp.