a) Hãm động năng kích từ độc lập:
2.3.6. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH ĐỘNG LỰC.
Theo sơ đồ mạch động lực ta có, khi muốn khởi động hệ thống ta cấp nguồn cho hệ thống, đóng apstomat AB để cấp điện cho máy biến áp BA, khi BA có điện ấn nút khởi động để đóng các tiếp điểm thƣờng mở K cấp điện cho bộ chỉnh lƣu. Bộ chỉnh lƣu dùng tiristor cấp nguồn cho phần ứng động cơ và bộ chỉnh lƣu đi ốt cấp nguồn 1 chiều cho cuộn dây kích từ CKĐ. Tuỳ thuộc vào tín hiệu chủ đạo ở mạch khuếch đại trung gian mà bộ biến đổi HI (gồm T1T T6T) làm việc hay bộ biến đổi HII ( gồm T1N T6N) làm việc. Nếu bộ HI làm việc thì bộ HII khoá và ngƣợc lai bộ HII làm việc thì bộ HI khoá. Giả sử 1 trong 2 bộ biến đổi làm việc hay có xung điều khiển mở các van tiristor. Động cơ Đ đƣợc cấp nguồn một chiều suy ra động cơ Đ quay làm cho máy phát tốc FT quay nên lấy ra tín hiệu phản hồ âm tốc độ. Đồng thời khi Đ đƣợc cấp nguồn một chiều thì bộ biến dòng TI có sự cảm ứng và lấy ra tín hiệu phản hồi âm dòng điện đƣa tới khâu hạn chế dòng điện. Sự làm việc của 2 bộ biến đổi mắc song song ngƣợc là do tín hiệu xung ở mạch điều khiển quyết định. Khi muốn dừng hẳn thì ấn nút dừng trong mạch khống chế để mở các nút thƣờng hở K, cắt nguồn xoay chiều cung cấp cho các bộ biến đổi. Đồng thời khi K mở thì tiếp điểm H đóng lại đƣa điện trở hãm RH vào để hãm động năng, cắt máy biến áp BA ra khỏi lƣơi điện bằng áptômát AB.
nguyên lý lấy tín hiệu logic trên các phần tử tranzitor quang nhƣ sau: Khi cả hai bộ biến đổi HI và HII cùng khoá lúc này do có mạch tụ điện và điện trở (R-C) nối theo sơ đồ nên tạo thành trung tính của tải, do đó các tranzitor quang đƣợc đặt điện áp pha nên các tranzitor quang thông, trên cực góp có nức logic 0. Khi bộ biến dổi HI làm việc bộ biến đổi HII khoá, lúc này không
còn tồn tại các điểm trung tính nữa, khi các tirristor trong bộ HI mở thì các tranzitor quang PT1T PT3T bị nối ngắn mạch nên bị khoá và lấy ra tín hiệu logic 1, còn các tranzitor quang PT1N PT3N thông do đặt vào điện áp dây nên lấy ra tín hiệu logic 0. Các tranzitor quang đƣợc đặt vào điện áp dây nhờ có sự mở của các tiristor nhóm anôt chung của bộ biến đổi HI .
Khi bộ biến đổi HII làm việc, HI khoá cũng hoàn toàn tƣơng tự nhƣ trên các tranzitor quang PT1T PT3T sẽ thông, các tranzitor quang PT1NPT3N sẽ khoá.
Nguyên lý hoạt động của các sơ đồ chỉnh lƣu: Để cung cấp nguồn một chiều cho phần ứng động cơ gồm có 2 bộ biến đổi cầu 3 pha đối xứng mắc song song ngƣợc. Mỗi bộ đều có hai nhóm tiristor là nhóm anốt chung và nhóm katốt chung, mỗi nhóm van cùng tên của 2 bộ biến đổi đều có van ở vị trí giống nhau. Việc khống chế 2 bộ biến đổi theo nguyên tắc độc lập, do đó nhóm xung để mở bộ biến đổi HI thì cũng để mở bộ biến đổi HII (khi đã ngắt xung ở bộ biến đổi HI). Khi muốn cho phép bộ biến đổi nào làm việc thì chi đƣợc phép đƣa xung đến điều khiển các tiristor ở bộ biến đổi ấy mà thôi. Với bộ biến đổi HII giống hệt bộ biến đổi HI nên ta chỉ cần xé hoạt động của 1 bộ là đủ, còn bộ biến đổi kia đƣợc suy ra hoàn toàn tƣơng tự.
* Hoạt động của sơ đồ chỉnh lƣu cầu 3 pha đối xứng.
Sơ đồ chỉnh lƣu cầu 3 pha đối xứng gồm có 6 tiristor chia thành hai nhóm. - Nhóm katốt chung gồm 3 tirristor T1,T3,T5 .
- Nhóm anốt chung gồm 3 tiristor T2,T4,T6 .
Điện áp các pha thứ cấp máy biến áp (điện áp nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lƣu). Ua= 2U2sinT Ub= 2U2sin( T - 3 2 ) Uc= 2U2sin(T - 3 4 )
Góc mở đƣợc tính từ giao điểm của các nửa hình sin, khảo sát khi hệ thống đang làm việc ổn định, xét trong chu kỳ điện áp nguồn, với giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chạy qua. Giản đồ điên áp và dòng điện nhƣ hình vẽ trang bên.
Khi T= T1=
6 cho xung điều khiển mở T1 (trƣớc đó T5 và T6 đã đang mở). Tiristor T1 mở vì Ua > 0. Khi T1 mở làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên. vì Ua > Uc suy ra lúc này T1 và T6 đang cho dòng chạy qua.
Khi T =
63 3
+ (chậm sau thời điểm T1=/3) cho xung điều khiển mở T2 làm cho T6 khoá lại một cách tự nhiên vì T6 bị đặt điện áp ngƣợc (Ub > Uc). Lúc này T1 và T2 dẫn dòng điện áp trên tải là Ud=Uac= Ua-Uc . Cứ nhƣ vậy các xung điều khiển lệch nhau /3, đƣợc lần lƣợt đƣa đến cực điều khiển của các tiristor theo thứ tự. T1,T2 ,T3 ,T4 ,T5 ,T6. .. Sẽ nhận đƣợc sự đóng mở theo đúng quy luật của các Tiristor. Ta thấy rằng cùng một nhóm van(anốt chung hoặc kanốt chung) thì khi một Tiristor dẫn dòng mở, nó sẽ khoá ngay Tiristor dẫn dòng trƣớc nó. Bảng tóm tắt của quá trình và giản đồ điện áp dòng điện chỉnh lƣu nhƣ hình II-4
Thời điểm Mở Khoá
/6 + T1 T5 3/6 + T2 T6 5/6 + T3 T1 7/6 + T4 T2 9/6 + T5 T3 11/6 + T6 T4
Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lƣu Ud = Ud1 = - Ud2 =
63 3
.U2 .cos
Trong đó: U2 là hiệu dụng của điện áp pha thứ cấp máy biến áp Ud1: Là trị trung bình của ud1 do nhóm katốt chung tạo nên. Ud2: Là trị trung bình của ud2 do nhóm anốt chung tạo nên. Giá trị trung bình của dòng điện chỉnh lƣu là Id.
Giá trị hiệu dụng của dòng điện chạy qua trong mỗi pha thứ cấp máy biến áp. I2 = .Id
32 2
Giá trị trung bình của dòng đện chảy trong mỗi Tiristor. IT = Id/ 3 Giá trị điện áp ngƣợc cực đại đặt lên mỗi van. Ungmax = 6.U2
Các xung điều khiển đƣợc sử dung là lấy từ mạch điều khiển căn cứ vào hoạt động của sơ đồi chỉnh lƣu ta sẽ thiết kế mạch điều khiển tạo ra xung điều khiển phù hợp.
u t t t t t t t t iT1 id iT6 iT5 iT4 iT3 iT2 ud 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 T6 T1 T2 T3 T4 T5