Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập bằng bộ chỉnh lưu - đảo chiều xoay chiều

Hệ truyền động điều chỉnh xung áp – động cơ

Bộ biến đổi xung áp là bộ nguồn điện áp dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều, phần chủ yếu của nó là bộ nguồn áp và bộ khố điều khiển. Như vậy, có thể coi bộ biến đổi xung đẳng trị với nguồn liên tục, có điện áp ra Ud = var bằng cách thay đổi độ rộng của xung áp γ. Vì thời gian một chu kỳ đóng cắt khố k rất nhỏ so vơi hằng số thời gian cơ học của hệ truyền động nên ta có thể coi tốc độ và sức điện động phần ứng động cơ là không đổi trong khoảng thời gian T.

GIỚI THIỆU VỀ CÁC BỘ NGUỒN CHỈNH LƯU VÀ ĐẢO CHIỀU QUAY TIRISTOR ĐẶC TRƯNG

• CHỈNH LƯU ĐẢO CHIỀU QUAY 1. Khái quát chung

- Ưu điểm : Hệ (T – Đ) tác động nhanh,tổn thất năng lượng ít, kích thước và trọng lượng nhỏ, không gây ồn và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có hệ số khuyếch đại lớn, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lương các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống. - Nhược điểm : Do các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng điện áp chỉnh lưu ra có biên độ đập mạch cao, khả năng linh hoạt và chuyển trạng thái làm việc không cao, khả năng quá tải về dòng và áp của van kém, chất lượng điện áp ra không cao, gây tổn thất phụ và làm sấu điều kiện chuyển mạch trên cổ góp - Khắc phục : Thiết kế truyền động van cố gắng làm hẹp vùng dòng gián. Đổi chiều quay của động cơ điện lúc đang quay về nguyên tắc cũng có thể thực hiện được bằng cả hai phương pháp trên, tuy nhiên trên thực tế chỉ được dùng phương pháp đổi chiều dòng điện phần ứng Iư , còn phương pháp đổi chiều quay động cơ bằng cách đổi chiều dòng kích từ không được sử dụng vì cuộn kích từ có nhiều vòng dây do đó hệ số tự cảm Lt rất lớn và việc thay đổi chiều dòng điện kích từ dẫn đến sự xuất hiện sức điện động tự cảm rất cao, gây quá điện áp đánh thủng cách điện của dây quấn kích thích.

Tính chọn các thông số cơ bản của mạch lực

• Tính chọn van động lực

Trong đó : Ud là điện áp tải, U2 là điện áp nguồn xoay chiều Unmax là điện áp ngược lớn nhất mà Tiristor chịu được Knv hệ số điện áp ngược. Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh toả nhiệt và đầy đủ diện tích toả nhiệt , không có quạt đối lưu không khí, với điều kiện đó dòng điện định mức của van cần chọn ( lúc này van cho phép làm việc tới 40%Iđm). - Chọn máy biến áp ba pha ba trụ sơ đồ đấu dây Y/Y0 , làm mát bằng không khí tự nhiên.

• Kết cấu dây quấn : Thực hiện dây quấn kiểu đồng tâm bố trí theo chiều dọc trục 23. Theo tiêu chuẩn quy định, tổn hao ngắn mạch được quy định về nhiệt độ tính tốn như sau: Đối với tất cả các máy biến áp dầu và khô cách điện cấp A, E, B là +750C.

Các yêu cầu đối với mạch điều khiển

Hoạt động của sơ đồ : Nửa chu kỳ đầu UA>0 có dòng chạy từA→R1→D→ B điện áp đặt lên cực Bazơ của Tranzitor có giá trị dương, Tr phân cực ngược nên Tr khố. Ưu điểm : Không phải dùng biến áp đồng pha, nên đơn giản trong chế tạo và lắp đặt Nhược điểm của hai sơ đồ trên là : Việc mở, khố các Tranzitor trong vùng điện áp lân cận 0 là thiếu chính xác làm cho việc nạp, xả tụ trong vùng điện áp lưới gần 0 không được như ý muốn. Hoạt động : Nữa chu kỳ đầu UA>0 trùng pha với điện áp dương anode của Thyristor qua khyếch đại thuật tốn A1 cho ta một chuỗi xung chùm hình chữ nhật trùng pha với điện áp nguồn, điện áp dương chữ nhật UB qua diot D1 tới A2 tích phân thành điện áp răng cưa Urc do Tr phân cực ngược bị khố.

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật ngày càng hiện đại nên vi mạch dược chế tạo ngày càng nhiều, chất lượng ngày càng cao, kích thước ngày càng gọn. Vì mạch điều khiển được cấu tạo từ các linh kiện điện tử công suất bé (điện áp và dòng điện bé) còn mạch lực là các thiết bị điện tử công suất lớn, điện áp cao. Nhận xét: Sau khi đã chọn xong ba khâu cơ bản ở trên, để giảm công suất cho tầng khuyếch đại và tăng số lượng xung kích mở, nhằm đảm bảo Tiristor mở một cách chắc chắn, người ta dùng bộ phát xung chùm cho các thyristor.

Vì tín hiệu của khâu so sánh, gửi sang tầng khuyếch đại dạng xung chữ nhật có độ rộng từ thời điểm cần phát xung điều khiển cho đến cuối nửa chu kỳ làm cho Tranzitor dẫn trong thời gian dài và cuộn sơ cấp biến áp xung có dòng chạy qua lâu, làm toả nhiệt của Tranzitor lớn, làm giảm tuổi thọ của Tranzitor. Do đó để đồng dạng về linh kiện, khâu tạo xung chùm ta cũng sử dụng khuyếch đại thuật tốn, với lại sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ 555 về mức độ đơn giản hơn. Điện áp vào trùng pha với điện áp UAT của Tiristor, qua chỉnh lưu cầu Diốt, ta đưa vào điện áp (-Ud) để so sánh với điện áp ra của chỉnh lưu cầu ta đựơc điện áp UA.

Kết quả là cuộn thứ cấp máy biến áp xung có một chuỗi xung nhọn Xđk để đưa tới mở T1 còn T4 ở chế độ chờ sẵn để chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc.

TÍNH CHỌN MẠCH ĐIỀU KHIỂN

• Kiểm tra hệ số lấp đầy

Đầu ra của A2 ta nhận được chuỗi điện áp răng cưa gián đoạn, để cho Urc có cả phần âm và dương ta cộng thêm điện áp không đổi U0=1. Điện áp UE được so sánh với điện áp điều khiển tại đầu vào của A6 mắc theo kiểu đảo và UE+Uđk quyết định dấu điện áp đầu ra của A6. Mạch đa hài A4 tạo xung chùm ở đầu ra G cho ta một chuỗi xung hình chữ nhật tần số cao.

Vì xung điều khiển là xung chùm có tần số cao (6,7 kz), để giảm tổn hao do dòng điện xốy gõy ra, ta chọn vật liệu làm lừi sắt Ferớt HM. Điện trở R20 dùng để hạn chế dòng điện đưa vào Bazơ của tranristor Tr2 chọn R20 thoả mãn điều kiện. Tồn bộ mạch điều khiển ta dùng IC khuyếch đại thuật tốn loại TL084 do hãng TexasInstruments chế tạo.

Để điện ỏp răng cưa tuyến tớnh trong ẵ chu kỳ điện ỏp dương anode của Thyristor ta phải chọn tnạp ≥T1/2 chu kỳ với tần số lưới f = 1 ( ). Điện trở R2 dùng để hạn chế dòng đi vào Bazơ của Tranristor Tr1 được chọn như sau. Ta dùng R1 để hạn chế dòng vào khuyếch đại thuật tốn dược tính như sau.

Nguồn nuôi điện áp dùng trong mạch điều khiển là một nguồn điện áp ổn định vì vậy ta phải dùng IC ổn áp.