Hình 3.15. Mạch lực hệ T – Đ điều khiển chung.
Về mạch lực, có 2 sơ đồ: sơ đồ đấu chéo và sơ đồ đấu song song ngược, có cuộn kháng cân bằng.
Đối với sơ đồ đấu chéo cần có biến áp 3 cuộn dây, còn với sơ đồ song song ngược bắt buộc phải có cuộn kháng cân bằng. Tuy khác nhau về cấu trúc nhưng vốn đầu tư 2 mạch này tương đương nhau cả về lượng đồng, sắt và số lượng thyristor.
Để có đặc tính điều chỉnh như hệ F - Đ, người ta dùng nguyên tắc điều khiển chung, tức là tại một thời điểm, cả hai bộ biến đổi đều nhận được xung điều khiển, nhưng lại bị rằng buộc bởi điều kiện:
α 1 + α 2 =1800
Trên sơ đồ, một bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu, bộ còn lại làm việc ở chế độ nghịch lưu. Khi ta giảm tốc độ, truyền động làm việc ở chế độ hãm tái sinh.
Khi đảo chiều từ chiều thuận sang chiều ngược và ngược sang thuận thì quá trình tương tự như ở hệ F-Đ. Chỉ khác vai trò máy phát được thay thế bằng bộ biến đổi.
Ưu điểm của phương án này là đảo chiều khá đơn giản, ta chỉ phải tăng hoặc giảm góc mở để một bộ biến đổi chuyển từ trạng thái động cơ sang trạng thái hãm. Hệ có thể làm việc ở cả 4 góc phần tư.
Nhược điểm: do điện áp tức thời tai một thời điểm ở 2 bộ biến đổi khác nhau nên luôn tồn tại dòng điện vòng chạy qua 2 bộ biến đổi. Để hạn chế điều này cần mắc them cuộn kháng cân bằng . Tuy nhiên, điều này làm cho quá trình đảo chiều diễn ra chậm, sau một thời gian sử dụng phải thay cuộn kháng cân bằng.
3.2.3. Hệ truyền động điều chỉnh xung-áp.
Theo sơ đồ nguyên lí hình 3.16, dòng điện phần ứng có thể đảo chiều, nhưng suất điện động phần ứng chỉ có chiều dương. Khi khóa S1 và van D1 vận hành, dòng điện phần ứng luôn dương, máy điện làm việc ở chế độ động cơ. Để đảo chiều dòng điện, ta đưa khóa S2 và van D2 vào vận hành, còn khóa S1 thì bị ngắt. Nếu E > 0 thì sẽ có dòng điện chảy ngược lại chiều ban đầu do trong mạch chỉ có nguồn duy nhất là suất điện động E. Công suất động cơ lúc này được tính dựa vào điện cảm L. Khi S2 ngắt, trên điện cảm L xuất hiện suất điện động tự cảm ∆UL dương, cùng chiều với suất điện động E. Tổng của 2 suất điện động này lớn hơn điện áp nguồn làm van D2 dẫn dòng ngược về nguồn và trả lại nguồn phần năng lượng đã tích lũy trong điện cảm L trước đó.
Một đặc điểm của bộ băm xung loại B là: dòng điện có phần âm nên có giá trị nhỏ bất kì, thậm chí bằng không và truyền động không có chế độ dòng gián đoạn. Đặc tính cơ của hệ thống là những đường thẳng liên tục, chạy song song từ góc phần tư thứ I sang góc phần tư thứ II của mặt phẳng (ω,M)
Nhận xét:
Do đặc điểm của cơ cấu nâng hạ là làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại, thường xuyên phải dừng máy và không đòi hỏi đảo chiều ngay lập tức mà thường có trễ sau một thời gian nhất định nên ta chọn phương án dùng hệ truyền động T-Đ, dùng 2 bộ biến đổi điều khiển riêng. Chọn bộ biến đổi là sơ đồ cầu 3 pha đối xứng.
3.3. Nguyên tắc hoạt động của sơ đồ
Sơ đồ cầu 3 pha gồm 6 thyristor, chia thành 2 nhóm: - Nhóm catot chung: T1,T3,T5.
- Nhóm anot chung : T2,T4,T6.
Tại bất kì thời điểm nào cũng có một diode nhóm trên dẫn với một diotde nhóm dưới. Điện áp ra tải lúc này chính là điện áp dây của nguồn xoay chiều Uab. Trong một chu kì của điện áp xoay chiều, điện áp ra Ud sẽ hình thành từ 6 đoạn điện áp dây của nguồn xoay chiều.
Điện áp trung bình nhận được trên tải:
Ud = 2Π1 6 . ∫ − 0 0 90 30 ) (Ua Ub dθ = 2 6 3 U Π = 2,34U2
Điện áp ngược lớn nhất trên van: Ungmax = 6U2
Dòng trung bình chảy qua các van: It =
3
d I
Hình 3.18. Sơ đồ dòng và áp. + Ưu điểm của sơ đồ:
- Số xung áp chỉnh lưu trong một chu kì lớn, vì vậy độ đập mạch của điện áp chỉnh lưu thấp, chất lượng điện áp cao.
- Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua mỗi van trong một chu kì thấp, chỉ bằng 1/3 dòng chỉnh lưu.
- Do sơ đồ là đối xứng nên không làm lệch pha lưới điện. - Sơ đồ có thể làm việc ở chế độ nghịch lưu.
+ Nhược điểm
- Nhược điểm chủ yếu của sơ đồ là sử dụng số van lớn, giá thành thiết bị cao. - Cơ cấu mạch điều khiển phức tạp.
Chương 4: