Chơng I: Khái niệm về công nghệ cán
2.3. Hệ thống biến đổi - động cơ (BBĐ - Đ)
2.3.2. Hê thống chỉnh lu - động cơ một chiều
2.3.2.1. Chỉnh lu bãn dẫn làm việc với động cơ điện
Trong hệ thống truyền động chỉnh lu điều khiển - động cơ điện một chiều (CL - Đ), bộ biến đổi điện là các mạch chỉnh lu điều khiển có suất điện
động E phụ thuộc vào giá trị góc điều khiển kích thích động cơ. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lu thích hợp để phân biệt chúng ta có thể căn cứ vào các dấu hiệu sau:
Sè pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha….
Sơ đồ nối: hình tia, hình cầu đối xứng và không đối xứng.
Số nhịp: số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn.
Chế độ năng lợng: chỉnh lu, nghịch lu phụ thuộc.
Tính chất dòng tải: liên tục, gián đoạn
Tải của cuộn chỉnh lu thờng là mạch phần ứng đông cơ (L-R-E) hoặc là cuộn kích truyền (L – R).
Để tìm hiểu hoạt động của hệ (L - Đ) ta hãy phân tích một sơ đồ chỉnh lu hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế nh hình 2-19.
Hình 2.13: Sơ đồ nối dây và sơ đồ thay thế của chỉnh lu tia ba pha
α λ
ωt
ωt
π/2 π α
Hình 2.14. Đặc tính điều chình (a) và đồ thị thời gian của chỉnh lu hình tia pha (b)
Khi dòng điện chỉnh lu id là liên tục thì có thể dựng đợc đồ thị các quá
trình dòng điện và điện áp nh trên hình 2-20 suất điện động chỉnh lu là những hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bình của suất điện động chỉnh lu tính nh sau:
Ed =
2 P
2 m
P U sin d d .cos
2
α+ π
α
θ θ = θ α
π ∫ (2.21)
θ = ωet
α: Góc điều khiển tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên.
P: số xung áp đập mạch trong một chu kỳ điện áp xoay chiều.
Edo P 2 m sin U
p π π
U2m là biên độ điện áp đa vào bộ chỉnh lu:
Nếu gọi góc dẫn của van là λ thì có thể tính đợc thành phần một chiều của dòng điện chỉnh lu chính là thành phần sinh momen quay của động cơ.
d 2 m 0
0
P P
I i .d U .sin E
2P 2 R 2 2 2
λ λ λ λ
= ∫ θ = π α + ÷−
b. Hiện tợng chuyển mạch
Khi phát xung để mở một van Thiristo thì điên áp anốt của pha đó là d-
ơng hơn điện áp của pha có van đang dẫn dòng, do đó mà dòng điện của van
đang dấnẽ giảm dần về không còn dòng điện của van kế tiếp sẽ tăng dần lên.
Do trong mạch có điện cảm mà quá trình này xảy ra từ từ, cùng tại một thời
điểm cả hai van đều dẫn dòng va chuyển dòng cho nahu. Quá trình này gọi là chuyển mạch giữa các van.
Trong quá trình chuyển mạch vì cả hai van dề dẫn nen suất điện động chỉnh lu bằng trung bình cộng của điện áp hai pha.
α
θ à
Hình 2.15 Hiện tợng chuyển mạch giữa các van Thiristo
α: góc điều khiển tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên khoảng thời gian cần thiết để van chuyển dòng cho nhau (góc trùng dẫn).
Do có chuyển mạch nên suất điện động chỉnh lu bị sụt đi (vùng gạch chéo trên hình vẽ).
c. Chế độ dòng điện gián đoạn.
Hiện tợng gián đoạn dòng điện chỉnh lu xảy ra do năng lợng điện tử tích luỹ trong mạch khi dòng điện tăng không đủ duy trì tính chất liên tục
θ
θ Hình 2.16: Chế độ dòng điện gián đoạn
Lúc này góc dẫn van trở lên nhỏ hơn 2π/p. Dòng điện qua van trở về không trớc khi van kế tiếp bắt đầu dẫn.
Trong khoảng dẫn van thì suất điện động chỉnh lu bằng suất điện động của nguồn khi dòng điện bằng không. Khi dòng, suất điện động chỉnh lu bằng suất điện động của động cơ điện.
d. Chế độ nghịch lu phụ thuộc.
Nếu trong sơ đồ hình (2-19) ta tăng góc mở của các van đến giá trị gần bằng π và đảo chiều suất điện động E bằng cách dùng ngoại lực bắt roto động cơ quay ngợc, hoặc đảo chiều dòng kích từ đợc thì dòng điện chỉnh lu vẫn theo chiều cũ nhng suất điện động chỉnh lu đã đảo dấu các van dẫn dòng trong thời gian điện áp anốt âm. Công suất điện tử của động cơ và của chỉnh lu đã
đảo dấu do các van dẫn dòng trong thời gian điện áp anốt âm. Công suất điện t của động cơ và của chỉnh lu là
P®t = EId > 0 Pd = Ed Id <0
Chỉnh lu trở thành thiết bị nhận điện năng do động cơ phát ra và biến
điện năng một chiều này thành điện năng xoay chiều trả về lới điện.
2.3.2.2. Đặc tính của hệ truyền động chỉnh lu Thiristo - động cơ một