Khi môtơ có đủ lực xoắn, rôto bắt đầu quay và sự đảo chiều xảy ra. Bốn pha của đảo chiều của môtơ DC được chỉ ra trong Hình 5.11. Sau pha (d), môtơ trong pha (a) lặp lại và dẫn đến một chu kì mới khác.
(a) Trước khi đảo chiều (b) Bắt đầu đảo chiều
Trước khi đảo chiều, dòng điện tách giữa các đường dẫn song song trong vòng xoắn môtơ như trong Hình 5.11(a). Khi bắt đầu đảo chiều, một trong những cuộn dây của mỗi trình tự trong môtơ được làm ngắn trước khi đảo chiều dòng điện trong cuộn dây đó. Năng lượng được lưu trữ trong cuộn dây sẽ tạo ra một sự tăng vọt điện áp giữa các phần cuối đảo chiều.
Một vài tình huống khác xảy ra khi ngừng đảo chiều. Có ba cuộn dây trong hai đường dẫn song song khi môtơ trong khi đảo chiều. Thêm một cuộn nữa tham gia đường dẫn song song trong pha (d). Sự thay đổi đột ngột của dòng điện trong cuộn dây dẫn đến một điện áp kích thích như trong Hình 5.11(d).
Các nguồn nhiễu này kích thích cáp môtơ qua một đường dẫn tần số cao như Hình 5.12 trình bày. Dòng điện chế độ chung này sẽ là nhiễu băng rộng và bức xạ hiệu quả từ cáp môtơ.
Hình 5.12: Dòng điện chế độ chung được tạo ra như thế nào
Một mạch đơn giản được sử dụng để mô phỏng sự thay đổi đột ngột của lưu lượng dòng trong đường truyền năng lượng xảy ra khi đảo chiều. Phép đạo hàm theo phương pháp toán học cũng được đưa ra nhằm giải thích sự tạo ra EMI từ quan điểm về năng lượng.
Hình 5.13: Mô hình đảo chiều được đơn giản hóa
Mỗi sự đảo chiều được mô hình hóa khi mở hoặc đóng chuyển mạch như được chỉ ra trong hình trên, S1 được mở và được đóng bởi nguồn điện áp. Khi L2 được làm ngắn, nó cùng tiến trình với khi bắt đầu đảo chiều. S1 mở đặc trưng cho tiến trình ngừng đảo chiều.
Ở đây, chúng ta có sự dự đoán của lưu lượng dòng vào L1 và L2.
Hình 5.14: Kết quả mô phỏng của dòng điện trong cuộn dây
Bây giờ, chúng ta đưa ra một đạo hàm sử dụng lí thuyết mạch. Chúng ta cũng chia dạng sóng thành 4 pha, trong pha (a), dòng của L1 đang tăng lên; trong pha (b), dòng bắt đầu giảm; trong pha (c), dòng tiếp tục giảm; trong pha (d), dòng thay đổi đột ngột. Chúng ta khai triển nó theo trục thời gian để nhìn được rõ hơn.
Hai đường tiệm cận được minh họa bằng đường nét đứt là hai giá trị dòng điện tới hạn nếu chu kì đủ dài.
Hình 5.15: Các pha của dòng điện nhất thời
Bốn pha của dòng điện này thay đổi tương ứng với bốn pha của sự đảo chiều được minh họa trong Hình 5.11.
Trong pha (a), dòng điện giảm từ IH đến IL, không thể đạt tới giá trị tới hạn vì chu kì bắt đầu một lần nữa sau khoảng thời gian này. Hằng số thời gian của việc giảm theo hàm mũ là τ1, trong đó:
Trong pha (b), dòng điện bắt đầu tăng.
Trong pha (c), dòng điện tăng từ IL đến IH, giá trị tới hạn cũng không bao giờ đạt tới được.
Hằng số thời gian của việc tăng theo hàm mũ là τ2, trong đó:
Trong pha (d), khi S1 được mở, dòng điện có sự thay đổi đột ngột. Giả sử dòng điện trong L1 và L2 là I1 và I2 tương ứng, cận trước và sau khi quá độ là t0− và t0+.
Theo định luật KCL, ta có phương trình này:
Lấy tích phân phương trình trên cận từ t0− đến t0+ và xét thấy rằng dòng điện trong cuộn cảm không thể bằng vô cùng, do đó:
Chúng ta có thể có giá trị dòng điện tại t0+, bằng cách sử dụng phần thiết lập trong Hình 5.13,
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Khi đó nảy sinh một câu hỏi, như chúng ta biết, cuộn cảm là một thành phần lưu trữ năng lượng, năng lượng được lưu trữ trong từ trường được thiết lập bởi dòng điện. Năng lượng thế năng là:
Chúng ta thấy rằng các năng lượng được lưu trữ trong L1 và L2 thì không bằng trước và sau t0. Phải chăng định luật bảo toàn bị phá vỡ? Câu trả lời là: Một điện áp quá lớn (nếu chuyển mạch là lí tưởng thì điện áp không xác định) được thêm vào cuộn cảm vào thời điểm đó để mà dòng điện bị buộc phải thay đổi. Năng lượng này được tiêu thụ bởi các thành phần khác trong mạch hoặc biến đổi thành các phát xạ. Nói cách khác, phần thực trong tín hiệu không mong muốn luôn là nguồn của EMI.