III. 2: Thiết kế mạch khuếch đại trung gia n.
Thuyết minh sơ đồ nguyên lý
Đồ án tổng hợp hệ điện cơ Svtk: lê ngọc luân luân
Đóng áp tô mát cung cấp điện cho hệ thống truyền động điện (mạch kích từ, máy biến áp động lực, nguồn nuôi mạch điều khiển. Khi đó mạch tạo xung điều khiển tạo ra các xung điều khiển. Để điều khiển các xung này,chúng đợc đa tới mạch phát xung để điều khiển mở các thyristor thông qua máy biến áp xung. Để tạo ra các xung điều khiển, ta phải tạo ra tín hiệu điều khiển Uđk nhờ mạch khuếch đại trung gian và tín hiệu này đợc so sánh với điện áp răng ca. Do mạch khuếch đại trung gian tạo ra tín hiệu Uđk nên nó điều khiển đợc góc mở α của bộ chỉnh lu . Khi khởi động dòng khởi động rất lớn nên mạch vòng dòng điện tham gia vào để tự động hạn chế dòng điện đồng thời mạch vòng phản hồi âm tốc độ bị bão hoà do UVIC3 = Ucđ - γn có giá trị lớn ( do n nhỏ ) , động cơ đợc khởi động trên đoạn đặc tính thứ 3 , tốc độ tăng dần đến điểm D thì mạch vòng tốc độ tham gia vào để tăng độ cứng đặc tính cơ , động cơ đợc khởi động trên đoạn đặc tính DC , đến điểm C ( ứng với Ing) mạch vòng dòng điện không tham gia nữa ( D khoá do I giảm nhỏ hơn Ing ) và chỉ còn mạch vòng tốc độ , động cơ đợc khởi động trên đoạn đặc tính cơ tự nhiên và tiến tới làm việc xác lập tại điểm ứng với tải định mức .
VI.2- Nguyên lý điều chỉnh tốc độ .
Với giả thiết động cơ đang làm việc ở vùng khâu ngắt không tác động của chiều quay thuận, lúc này ta thay đổi điện áp trên biến trở WR làm cho Ucđ thay đổi làm cho góc α thay đổi dẫn đến tốc độ thay đổi.
UVIC3 = -Ucđ + γn
Khi thay đổi Ucđ sẽ thay đổi đợc góc mở α => Ud thay đổi và tốc độ cũng thay đổi theo .
Ví dụ muốn tăng tốc độ ta tăng Ucđ : UVIC3 sẽ dơng nhiều lên => URIC3 sẽ âm nhiều lên =>URIC4 dơng nhiều hơn⇒ URIC6 sẽ âm nhiều lên , Tr mở nhiều dẫn đến Uđk giảm nhỏ tức là góc α giảm nhỏ => Ud tăng lên và tốc độ tăng theo.
Quá trinh giảm tốc cũng xảy ra tơng tự khi ta giảm Ucđ sẽ làm cho góc α
tăng lên và tốc độ giảm xuống.
VI.3- Nguyên lý ổn định tốc độ.
Giả sử ở chiều quay thuận,động cơ đang làm việc ở một tốc độ quay nhất định, ứng với giá trị điện áp đặt tốc độ nào đó. Nếu vì một lý do nào đó tốc độ động cơ tăng nghĩa là γn tăng làm cho Uđk tăng do đó làm cho góc mở α tăng và điện áp đặt vào phần ứng động cơ giảm để động cơ trở về giá trị ban đầu. Nếu vì một lý do nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm thì tơng tự nh trên γn sẽ giảm làm cho điện áp Uđk giảm tạo ra góc α giảm, điện áp phần ứng động cơ tăng làm cho tốc độ động cơ trở về giá trị ban đầu.
Ví Dụ : khi tốc độ động cơ tăng , thì γn tăng lên => UVIC3 = Ucđ - γn sẽ bớt dơng đi , URIC3 bớt âm => URIC6 bớt âm và Tr mở ít đi , Uđk tăng lên , góc α
Đồ án tổng hợp hệ điện cơ Svtk: lê ngọc luân luân
tăng lên dẫn đến Ud giảm nhỏ và tốc độ động cơ cũng giảm theo cho phù hợp lợng đặt ban đầu .
VI.4. Nguyên lý hạn chế dòng điện:
Mạch vòng hạn chế dòng điện chỉ tác động khi dòng điện chạy trong mạch phần ứng của động cơ tăng lớn hơn trị số dòng điện cho phép (Ing). Còn khi hệ thống đang làm việc ổn định thì mạch hạn chế dòng điện không tác động.
Giả sử động cơ đang làm việc với trị số điện áp chủ đạo nào đó. Nếu vì 1 lý do nào đó (chẳng hạn sự tăng quá mức của phụ tải)làm cho dòng điện mạch phần ứng của động cơ tăng (I), kéo theo dòng điện nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lu tăng, nh vậy tín hiệu phản hồi âm dòng lấy trên máy biến dòng TI tăng lớn hơn mức cho phép (tín hiệu này tỷ lệ với dòng điện phần ứng động cơ). Khi dòng phần ứng I > Ing thì ∆I.KI <0 tác động đến đàu vào cộng đảo của khuếch đai thuật toán IC7, tín hiệu đầu ra
IC7 có trị số dơng sẽ thông mạch qua đi ốt D làm rẽ mạch điện áp điều khiển, tức là tăng điện áp điều khiển: uđk= ky(uđ-γn )-kI(I-Ing) dẫn đến điện áp chỉnh lu (ud) giảm kéo theo dòng điện Id giảm. Khi dòng điện phần ứng tăng lớn thì mạch hạn chế dòng điện sẽ tác động ngắt dòng làm cho tốc độ động cơ giảm nhanh về không. Khi tốc độ động cơ n đủ nhỏ làm cho điện áp mạch tổng hợp ổn định tốc độ đặt đến bão hoà: ky = (ucđ-γn)=ubh nên chỉ có khâu ngắt dòng tác động, dòng điện phần ứng đợc ghìm ở tri số dòng điện dừng.
VI.5. Nguyên lý đảo chiều:
Với sơ đồ nguyên lý hệ thống thiết kế, hai bộ biến đổi đợc khống chế độc lập. Vì vậy chiều quay của động cơ đợc quyết định bởi điện áp chủ đạo thông qua tín hiệu mạch logic.
Muốn đảo chiều động cơ ta đảo chiều điện áp chủ đạo ucđ làm thay đổi các mức tín hiệu logic khống chế ở khối logic và tạo trễ tín hiệu. Khi có lệnh đảo chiều, lúc đó mạch logic và mạch tạo trễ tín hiệu sẽ cho xung điều khiển thực hiện việc đảo chiều. Giả sử động cơ đang quay theo chiều thuận ta đảo chiều cho động cơ cho động cơ quay sang chiều ngợc , lúc đó tín hiệu mạch logic sẽ cắt xung ở bộ chỉnh lu làm việc theo chiều quay thuận và sau một thừi gian trễ đủ để các Tiristor phục hồi đặc tính khoá thì cấp xung mở bộ chỉnh lu làm việc cho chiều quay ngợc của động cơ. Ngợc lại việc đảo chiều quay động cơ từ chiều quay ngợc sang chiều quay thuận cũng tiến trình nh trên. Đảo cực tính điện áp chủ đạo, lúc đó tín hiệu mạch logic sẽ khống cắt xung mở bộ biến đổi ngợc và cấp xung mở bộ biến đổi thuận (sau khoảng thời gian trễ).
Khi thực hiện việc đảo chiều, lúc này từ thông động cơ vẫn là định mức và động cơ có sức điện động theo chiều cũ và sẽ xảy ra quá trình trả
Đồ án tổng hợp hệ điện cơ Svtk: lê ngọc luân luân
sang chiều quay ngợc thì năng lợng về lới qua bộ biến đổi làm việc cho chiều quay ngợc). Nh vậy sẽ sảy ra hãm tái sinh ở đây Mômen hãm làm cho tốc độ động cơ giảm nhanh về không, rồi sau đó động cơ đợc khởi động theo chiều quay ngợc lại.
VI.6. Dừng hệ thống:
Để tiến hành dừng hệ thống thì tiến hành dừng động cơ rồi sau đó lần lợt cắt nguồn ra khỏi mạch động lực, mạch điều khiển và mạch kích từ.
Tiến hành dừng động cơ, ấn nút dừng D ở mạch khống chế, cắt nguồn ra khỏi động cơ, đồng thời đa điện trở hãm RH vào mạch phần ứng để thực hiện hãm động năng. Đồng thời song song với quá trình này cũng cắt nguồn khỏi mạch điều khiển và mạch các nguồn nuôi. Khi động cơ dừng thì cắt nguồn kích từ và cắt aptômat để cắt an toàn bộ hệ thống ra khỏi nguồn cung cấp.
Cần phải lu ý rằng với động cơ điện một chiều thì không đợc cắt nguồn kích từ trong khi mạch phần ứng vẫn còn có nguồn cung cấp.