Đồ án tốt nghiệp - Điều khiển động cơ điện một chiều

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

1
1.376
lượt xem
716
download

Đồ án tốt nghiệp - Điều khiển động cơ điện một chiều

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đồ án tốt nghiệp - điều khiển động cơ điện một chiều', luận văn - báo cáo phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp - Điều khiển động cơ điện một chiều

  1. Đồ án tốt nghiệp Điều khiển động cơ điện một chiều
  2. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU. Xét phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứng động cơ điện một chiều: U = E + Rư.I (I–1) Trong đó: U – điện áp phần ứng động cơ (V); E – sức điện động phần ứng động cơ (V); Rư – điện trở của mạch phần ứng (Ω ). Sức điện động của mạch phần ứng động cơ được xác định như sau: p.N E= .φ.ω = K.φ.ω (I–2) 2π.a Trong đó: p.N K= là hệ số phụ thuộc vào kết cấu của động cơ; 2π.a a - số mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng; p – là số đôi cực từ chính; N – tổng số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng; φ - từ thông kích từ; ω - tốc độ góc ( rad/s ). 2π.n n ω= = 60 9,55 U Rö Từ ( I – 1 ) và ( I – 2 ) suy ra : ω = − .I ö (I–3) K.φ K.φ Phương trình ( I – 3 ) là phương trình đặc tính cơ điện của động cơ. Mặt khác mômen điện từ của động cơ được xác định theo công thức : p.N M ñt = .φ.I ö = K.φ.I ö ( I – 4) 2π.a Từ phương trình ( I –3 ) và ( I – 4) ta được :
  3. Đồ án tốt nghiệp U Rö ω= − .M ñt (I – 5) K.φ (K.φ) 2 Nếu bỏ qua các tổn thất ma sát trong các ổ trục, tổn thất trong thép, tổn thất trong dây quấn động cơ thì ta có : Mcơ = Mđt Để đơn giản ta kí hiệu : Mcơ = Mđt = M , lúc đó ta có : U Rö ω= − .M ( I - 6) K.φ (K.φ) 2 Phương trình ( I-6) là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều. Từ phương trình đặc tính cơ của động cơ, ta nhận thấy tốc độ phụ thuộc vào 3 thông số là : R, φ, U. Do vậy có 3 phương pháp điều khiển động cơ điện một chiều như sau : - Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi giá trị điện trở mạch phần ứng của động cơ. - Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông φ. - Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi giá trị điện áp phần ứng. I. Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi giá trị điện trở mạch phần ứng. Giả thiết U = Uđm = const. Muốn thay đổi giá trị điện trở mạch phần ứng, bằng cách mắc thêm một điện trở phụ Rf vào mạch phần ứng và thay đổi giá trị điện trở Rf thì tốc độ động cơ sẽ thay đổi theo. Vậy phương trình đặc tính cơ lúc này sẽ là : U Rö + Rf ω= − .M K.φ ñm (K.φ ñm ) 2 Ta thấy rằng khi thay đổi giá trị điện trở Rf thì tốc độ sẽ thay đổi theo. - Xét đặc tính cơ của động cơ điện một chiều khi mắc Rf vào mạch điện phần ứng như sau : ωo ω1= ωđm (1) Rư = RTN ω2 ω3
  4. Đồ án tốt nghiệp U Rö Ta có : ω= − M = ωo − Δω K.φ (K.φ) 2 Trong đó : ωo – là tốc độ không tải, ωo = const; Δω - là độ sụt tốc độ. - Theo đường đặc tính ta có : Rö Δω1 = M ( K.φ ñm ) 2 R ö + R f1 Δω2 = M (K.φ ñm ) 2 Rö + Rf 2 Δω3 = M (K.φ ñm ) 2 Ta giả thiết U, φ, Iư, là những hằng số. Do vậy nên mômen M cũng là hằng số. Mặt khác, vì Rư < Rf1 < Rf2 nên ta có : ∆ω 1 < ∆ω 2 < ∆ω 3 - Độ cứng của đặc tính cơ : dM ΔM (K.φ ñm ) 2 Độ cứng đặc tính cơ tự nhiên : β TN = ≈ = dω Δω Rö (K.φñm ) 2 β1 = β TN = Rö (K.φ ñm ) 2 β2 = R ö + R f1 (K.φñm ) 2 β3 = Rö + Rf 2 Vậy β 1 > β 2 > β 3 . Nhận xét :
  5. Đồ án tốt nghiệp - Nếu ở cùng một giá trị mômen cản MC thì độ sụt tốc độ sẽ càng lớn nếu điện trở của mạch phần ứng càng lớn và làm cho tốc độ động cơ bị suy giảm, đồng thời làm cho độ cứng của đặc tính cơ càng giảm, tức là đặc tính cơ càng dốc. Dựa vào đặc tính cơ ta thấy, tốc độ làm việc ω2, ω3 ở các đường đặc tính điều chỉnh (2) và (3) nhỏ hơn tốc độ ωđm trên đường đặc tính tự nhiên. Vậy tốc độ truyền động chỉ được điều chỉnh về phía dưới, tức là tốc độ điều chỉnh nhỏ hơn tốc độ định mức. - Hiệu suất của phương pháp này thấp. Pcô Ta có : η = Pñieän Mặt khác ta có : Pcô1 = M cñm .ω ñm Pcô2 = M cñm .ω 2 Pcô3 = M cñm .ω 3 Theo giả thiết ở trên, ta có U, Iư, φ, Mc là những hằng số và là những đại lượng định mức. Nên ta có: Pñieän1 = Pñieän2 = Pñieän3 = U ñm .I ñm = const Suy ra η 1 > η 2 > η 3 , vậy khi điều chỉnh tốc độ theo phương pháp này sẽ không kinh tế, do có tổn hao trên các điện trở phụ nên làm cho hiệu suất của thiết bị giảm. Vì vậy nên phương pháp này trong thực tế ít sử dụng. II. Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông của cuộn dây kích từ. Giả thiết U = Uđm = const và Rư = const. Muốn thay đổi từ thông thì ta phải thay đổi dòng điện kích từ Ikt. Ta có phương trình đặc tính cơ như sau: U Rö ω= − M = ωo − Δω K.φ (K.φ) 2 Trong đó : ωo – là tốc độ không tải, ωo = var ; Δω - là độ sụt tốc độ, Δω = var. - Ta có đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi từ thông mạch kích từ như sau: ω ω ω02 ω02 ω01 (2) ω01 ωđm
  6. Đồ án tốt nghiệp Đường (1) là đường ứng với khi φ1 = φđm ; Đường (2) là đường ứng với khi φ2 < φ1 = φđm. Theo đường đặc tính cơ ta có : U ñm U ñm ω0TN = ω01 = = K.φ ñm K.φ1 U ñm ω02 = K.φ 2 - Độ cứng của đăc tính cơ: dM ΔM (K.φ) 2 β= ≈ = = var dω Δω Rö Do cấu trúc của máy điện nhất định nên cuộn dây kích từ chỉ chịu được dòng kích từ định mức, do vậy thực tế chỉ sử dụng phương pháp điều chỉnh giảm từ thông ( φ
  7. Đồ án tốt nghiệp Giả thiết φ = φđm = const, khi ta thay đổi giá trị điện áp phần ứng thì ta có tốc độ không tải lí tưởng cũng thay đổi theo. Do cấu trúc cuộn dây phần ứng chỉ chịu được điện áp Uđm nên thực tế chỉ sử dụng phương pháp điều chỉnh giảm điện áp phần ứng. Tốc độ không tải và độ sụt tốc : Ui Rö ωoi = = var ; Δω = M = const . K.φñm (K.φ ñm ) 2 - Đặc tính cơ : ω ωo ωo1 Uđm ωo2 U1 ωo3 U2 - Độ cứng đặc tính cơ : U3 M (K.φñm ) 2 β= = const Rö Khi giảm điện áp phần ứng động cơ thì ta được một họ đặc tính cơ song song và nằm về phía dưới đặc tính cơ tự nhiên. Và khi giảm điện áp phần ứng thì tốc độ động cơ giảm xuống tương ứng với một phụ tải nhất định. Nhận xét: - Các đặc tính cơ nhân tạo có độ dốc không đổi ( tức là β = const ), nên tốc độ điều chỉnh được ổn định tương đối. - Phương pháp này có thể điều chỉnh được vô cấp tốc độ. - Dải điều chỉnh tốc độ của phương pháp này rất lớn. - Phương pháp này có thể tự động hóa mạch điều khiển và mạch động lực và có thể làm việc ở cả 4 góc phần tư của đồ thị đặc tính cơ. - Hiệu suất của phương pháp này tương đối cao và giống nhau ở các đường đặc tính do không có tổn hao trên điện trở. IV. Kết luận chọn phương pháp điều khiển : Trong ba phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ nói trên thì ta nhận thấy phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp giảm điện áp phần ứng là hiệu quả hơn cả vì những ưu điểm nói trên. Vậy ta chọn phương pháp giảm điện áp phần ứng động cơ để điều chỉnh tốc độ động cơ. V. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng.
  8. Đồ án tốt nghiệp 1. Nguyên lý điều chỉnh: Để điều chỉnh điện áp phần ứng ta dùng một bộ biến đổi điều chỉnh được điện áp đầu vào cấp cho mạch phần ứng động cơ. ∅ ∅ ~ ∅ BBĐ KT ∅ ∅ Bộ biến đổi BBĐ dùng để biến đổi điện xoay chiều của lưới thành điện một chiều và điều chỉnh điện áp ra của nó theo yêu cầu. Hiện nay thường dùng ba loại bộ biến đổi sau đây : - Bộ biến đổi máy phát điện một chiều. - Bộ biến đổi xung áp một chiều. - Bộ chỉnh lưu bán dẫn. Tương ứng với việc sử dụng bộ biến đổi, ta có các hệ truyền động như sau : - Hệ truyền động máy phát – động cơ ( hệ F – Đ ). - Hệ truyền động xung áp – động cơ điện một chiều ( hệ XA – Đ ). - Hệ truyền động chỉnh lưu Tiristor – động cơ ( hệ T – Đ ). Từ sơ đồ nguyên lí nói trên, ta có sơ đồ khối như sau : Rbđ I Rư Ubđ E Ta có phương trình cân bằng điện áp như sau : E = Ubđ – ( Rbđ + Rư )Iư Suy ra : U bñ (R bñ + R bñ ) ω= − M K.φ ñm (K.φ ñm ) 2 Trong đó : U bñ ωo = là tốc độ không tải lí tưởng; K.φ
  9. Đồ án tốt nghiệp E = K.φ ñm .ω là sức điện động dây quấn phần ứng động cơ. Ubđ = Ka.Uđk với : Ka- hệ số khuếch đại của bộ nguồn. Uđk – điện áp điều khiển. Vậy : K a .U ñk ωo = = f ( U ñk ) K.φñm 2. Hệ truyền động máy phát – động cơ ( MF – ĐC ). - Sơ đồ nguyên lí : ~ ∅ ∅ ∅ ∅ + ∅ F KTF Rf Đ KTĐC ĐCSC ∅ — ∅ Giả thiết tốc độ của máy phát MF là ω F = const, sức điện động của máy phát EF = f( Ikt ) theo qui luật đường cong từ hóa. Nếu coi mạch từ của máy phát không bão hòa thì đặc tính EF = f( Ikt ) có dạng đường thẳng. Ta có : E f = K f .Φ f .ωf = K f .ωf .α.I ktf Trong đó : p.N Kf = - là hệ số cấu trúc của máy điện một chiều; 2π.a Φ f - là từ thông kích từ máy phát; α - là hệ số góc của đường đặc tính từ hóa máy phát ( ở đọan tuyến tính); dΦ f ΔΦ f α= ≈ dI ktf ΔI ktf Vì dây quấn kích thích của máy phát được cấp bởi nguồn áp Uktf nên lúc này ta có :
  10. Đồ án tốt nghiệp U ktf I kt = suy ra : Iktf ≡ Uktf R ktf Sức điện động của máy phát trong trường hợp này sẽ tỉ lệ với điện áp kích thích bởi hệ số tỉ lệ Ku , vì vậy ta có thể viết : Ef = Ku.Uktf Mà điện áp của bộ biến đổi Ubđ chính là Ef nên ta có phương trình đặc tính cơ của động cơ như sau : K u .U ktf (R öñ + R öf ) ω= − M K ñ .Φ ñ (K ñ .Φ ñ ) 2 - Tốc độ không tải lí tưởng của động cơ : K u .U ktf ωo = = f ( U ktf ) (1) K ñ .Φ ñ - Độ cứng của đặc tính cơ : (K ñ Φ ñ ) 2 βF − D = = const (2) R öf + R öñ Từ (1) và (2) chứng tỏ rằng khi thay đổi dòng kích từ từ máy phát thì tốc độ không tải của động cơ sẽ thay đổi còn độ cứng của đặc tính cơ thì giữ nguyên. Vì vậy đặc tính cơ điều chỉnh sẽ là họ đường thẳng song song như sau : ω (II) (I) o M Uktf = 0 (III) (IV) + Góc phần tư thứ (I) và (III), tốc độ quay ω và mômen quay M của động cơ quay cùng chiều nhau. Đây là chế độ động cơ, nói lên rằng năng lượng được vận chuyển thuận chiều từ nguồn → máy phát → động cơ → tải. + Góc phần tư (II) và (IV), tốc độ quay ω và mômen quay M của động cơ quay ngược chiều nhau. Đây được gọi là chế độ hãm tái sinh của động cơ, nói lên rằng năng lượng được vận chuyển theo chiều từ tải → động cơ → máy phát → nguồn, lúc này máy phát và động cơ đổi chức năng cho nhau .
  11. Đồ án tốt nghiệp Hãm tái sinh trong hệ F – Đ được khai thác triệt để khi giảm tốc độ, hãm để đảo chiều quay và hãm khi làm việc ổn định với tải có tính thế năng. Nhận xét : Hệ truyền động F – Đ có đặc tính động rất tốt và linh hoạt khi chuyển đổi trạng thái làm việc, khả năng quá tải lớn. Tuy nhiên, hệ F – Đ dùng nhiều máy điện quay, trong đó sẽ có ít nhất là 2 máy điện một chiều, vì vậy nên sẽ gây ồn lớn, công suất lắp đặt máy phát lớn ít nhất gấp 3 lần công suất động cơ, cho nên hiệu suất của hệ truyền động này không cao. Ngồi ra, do máy phát một chiều có từ dư, đặc tính từ hóa có trễ nên khó điều chỉnh tốc độ theo ý muốn. 3. Hệ truyền động xung áp – động cơ ( XA – ĐC ). Bộ biến đổi xung áp là một nguồn điện áp dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều. - Sơ đồ nguyên lí và giản đồ xung áp : +∅ • Ud K ∅ U KTĐC Vo ĐC ∅ t - ∅ t1 t2 TCK Để cải thiện dạng sóng của dòng điện phần ứng, ta thêm vào mạch một van đệm V0 . Có thể sử dụng Tiristor hoặc Trănzitor công suất để thay thế cho khóa K trong mạch trên. Khi đóng cắt khóa K, trên phần ứng động cơ sẽ có điện áp biến đổi theo dạng xung vuông. Khi ở trạng thái dòng liên tục thì giá trị trung bình của điện áp ra sẽ là: t1 1 t1 Ud = TCK ∫ Udt = TCK U = γ.U 0 Trong đó : t1 – thời gian khóa ở trạng thái đóng ;
  12. Đồ án tốt nghiệp t2 – thời gian khóa ở trạng thái mở; TCK – thời gian thực hiện một chu kì đóng mở của khóa; t1 γ= - là độ rộng của xung áp. TCK Vậy ta có thể coi bộ biến đổi xung đẳng trị với nguồn liên tục có điện áp ra Ud và Ud có thể thay thay đổi được bằng cách thay đổi độ rộng xung γ. Mặt khác, thời gian một chu kì đóng cắt của khóa K rất nhỏ so với hằng số thời gian cơ học của hệ truyền động, nên ta coi tốc độ và sức điện động phần ứng động cơ không thay đổi trong thời gian TCK . - Đặc tính điều chỉnh của hệ XA - ĐC : γ.U R ö + R bñ ω= − .I (1) K.Φ ñm K.Φ ñm γ.U R ö + R bñ ω= − .M (2) K.Φ ñm (K.Φ ñm ) 2 Khi thay đổi γ ta được họ đường thẳng song song có độ cứng β = const và tốc độ không tải lí tưởng ωo thay đổi theo γ. Nếu nguồn vô cùng lớn thì ta có thể bỏ qua Rbđ , khi đó độ cứng của đặc tính cơ của hệ có độ cứng là: (K.Φ ñm ) 2 β = β TN = = const Rö Tốc độ không tải lí tưởng ωo phụ thuộc vào γ chỉ là giá trị giả định. Nó có thể tồn tại nếu như dòng trong hệ là liên tục kể cả khi giá trị dòng tiến đến 0. Vì vậy, biểu thức (1) và (2) chỉ đúng với trạng thái dòng liên tục. Khi dòng điện đủ nhỏ thì hệ sẽ chuyển trang thái từ dòng liên tục sang trạng thái dòng gián đoạn. Khi đó các phương trình đặc tính điều chỉnh nói trên không còn đúng nữa mà lúc này đặc tính của hệ là những đường cong rất dốc. ω ωo γ1 γ2
  13. Đồ án tốt nghiệp Nhận xét : + Tất cả đặc tính điều chỉnh của hệ XA – ĐC khi dòng điện gián đoạn đều có chung một giá trị không tải lí tưởng, chỉ ngoại trừ trường hợp γ = 0. + Bộ nguồn xung áp cần ít van dẫn nên vốn đầu tư ít. Hệ đơn giản chắc chắn. + Độ cứng của đặc tính cơ lớn. + Điện áp dạng xung nên gây ra tổn thất phụ khá lớn trong động cơ. Khi làm việc ở trạng thái dòng điện giáng đoạn thì đặc tính làm việc kém ổn định và tổn thất năng lượng nhiều. 4. Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ ( CL – ĐC ). - Sơ đồ nguyên lí : ĐK + ∅ ∅ ∼ ∅ ĐC KT ∅ - ∅ CL Hệ truyền động chỉnh lưu có điều khiển – động cơ ( CL – ĐC ) có bộ biến đổi là các mạch chỉnh lưu có điều khiển, có sức điện động Ed phụ thuộc vào giá trị của xung điều khiển ( tức là phụ thuộc vào góc điều khiển hay góc mở Tiristor ). Điện áp chỉnh lưu Ud ( hay Ed ) là điện áp không tải ở đầu ra, có dạng đập mạch với số lần đập mạch là n trong một chu kì 2π của điện áp thứ cấp máy biến áp. + Với sơ đồ chỉnh lưu hình tia : n = m, trong đó m là số pha. + Với sơ đồ hình cầu : n = 2.m , m là số pha.
  14. Đồ án tốt nghiệp Giả sử điện áp thứ cấp của máy biến áp có dạng hình sin với biểu thức là : u2 = U2m.sin ωt = U2m.sin θ , ( với θ = ωt ). Trong khoảng θ = ( 0 ÷ 2π ) thì dạng điện áp và dòng điện lặp lại như chu kì ban đầu nên ta chỉ cần xét trong một chu kì T = 2π. - Sơ đồ thay thế của hệ CL – ĐC. Tiristor ~ Ud E R∑ L∑ Khi van dẫn thì ta có phương trình cân bằng điện áp như sau : di d u 2 − E = I d .R ∑ + L ∑ . dt Suy ra : di d U 2 m .sin θ − E = i d .R ∑ + L ∑ . dt Trong đó : R∑ = Rba + Rư + Rk L∑ = Lba + Lư + Lk Với : W2 R ba = R 2 + R 1.( )2 W1 W2 L ba = L 2 + L1.( )2 W1 a. Trạng thái dòng liên tục : Ở trạng thái dòng liên tục, khi van này chưa khóa thì van kế tiếp đã mở, việc mở van kế tiếp là điều kiện cần để khóa van đang dẫn. Do vậy, điện áp của chỉnh lưu sẽ có dạng đường bao của điện áp thứ cấp máy biến áp. Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu :
  15. Đồ án tốt nghiệp 2π 2π α+ α+ n n n n Ud = 2π . ∫ u 2 .dt = 2π . ∫ U 2m .sin θ.dθ α α n π = .sin .U 2 m . cos α = U do . cos α π n Trong đó : θ = ω.t π π α = α o − ( − ) là góc mở của van; 2 n n π U do = .U 2m .sin là điện áp một chiều lớn nhất ở đầu ra π n chỉnh lưu ứng với α = 0; U2m là trị biên độ của điện áp thứ cấp máy biến áp; n – số lần đập mạch trong một chu kì. + Bỏ qua sụt áp trên van, ta có phương trình đặc tính cơ như sau : U do . cos α R∑ ω= − M K.Φ ñm (K.Φ ñm ) 2 Trong đó : n R ∑ = R ö + R kh + R ba + .X + R v 2π ba Rư – điện trở của phần ứng động cơ; Rkh – điện trở của cuộn kháng lọc; W2 2 Rba – điện trở của máy biến áp, với R ba = R 2 + R 1.( ) W1 W2 2 Xba – điện kháng máy biến áp, với X ba = X 2 + X1.( ) W1 Rv – điện trở của các van, ( Rv rất nhỏ có thể bỏ qua ); n .X - điện trở đẳng trị do quá trình chuyển mạch. 2π ba + Độ cứng của đặc tính cơ : dM ΔM (K.Φ ñm ) 2 β= ≈ = d ω Δω R∑ ω ωo ωo1 Udo ωo2 Ud1
  16. Đồ án tốt nghiệp b. Trạng thái dòng gián đọan : Khi điện kháng trong mạch không đủ lớn, nếu sức điện động của động cơ đủ lớn thì dòng điện tải sẽ trở thành gián đoạn. Ở trạng thái này thì dòng qua van bất kì sẽ bằng 0 trước khi van kế tiếp mở. Do vậy trong một khoảng dẫn của van thì sức điện động của chỉnh lưu bằng sức điện động nguồn : ed = U2 , với 0 ≤ θ ≤ λ , trong đó λ là khoảng dẫn. Khi dòng điện bằng 0 thì sức điện động của chỉnh lưu bằng sức điện động của động cơ : 2π ed = E , với λ < θ ≤ n Vậy ta có điện áp trung bình của chỉnh lưu là : 2π 2π n λ n n λ n Ud = .∫ u 2 .dθ + ∫ E.dθ = .∫ U 2m .sin θ.dθ + ∫ E.dθ 2π 0 λ 2π 0 λ n 2π = .U 2 m .(1 − cos λ ) + E.( − λ ) 2π n Vậy : n 2π Ud =.U 2m .(1 − cos λ ) + E.( − λ ) 2π n Đặc tính cơ của hệ CL – ĐC khi dòng điện gián đọan : ω ωo α=0 M( I ) α=π 2
  17. Đồ án tốt nghiệp Nhận xét : + Ưu điểm : Hệ truyền động CL – ĐC có độ tác động nhanh cao, không gây ồn và dễ tự động hóa, do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất cao, vì vậy rất thuận tiện cho việc thiết lập hệ thống tự động điều chỉnh để nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống. Mặt khác, việc dùng hệ CL – ĐC có kích thước và trọng lượng nhỏ gọn. + Nhược điểm : Hệ truyền động CL – ĐC có các van bán dẫn là các phần tử phi tuyến tính, do đó dạng điện áp chỉnh lưu ra có biên độ đập mạch cao, gây nên tổn thất phụ trong máy điện một chiều. 5. Kết luận : Trong các hệ truyền động điện dùng phương pháp giảm điện áp phần ứng để điều chỉnh tốc độ nói trên, ta nhận thấy hệ truyền động CL – ĐC là có nhiều ưu điểm hơn cả.
  18. Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU TĨNH CÓ ĐIỀU KHIỂN. So với chỉnh lưu không điều khiển ( chỉ dùng Diode để chỉnh lưu ), thì chỉnh lưu có điều khiển ( dùng Tiristor để chỉnh lưu ) có nhiều ưu điểm hơn. Nhờ có cực điều khiển của Tiristor mà ta có thể điều chỉnh được giá trị điện áp ra theo yêu cầu bằng cách thay đổi góc mở α của Tiristor. Do vậy rất thuận tiện trong việc điều khiển. Mặt khác, với chỉnh lưu có điều khiển thì ta có thể điều khiển công suất chạy theo cả hai chiều : từ nguồn → tải, hoặc từ tải → nguồn ( nghịch lưu trả năng lượng về lưới ). I. Chỉnh lưu một nửa chu kì có điều khiển : - Sơ đồ nguyên lí : ∅ Tiristor ~ Id Rd Ld BA ∅ - Đồ thị dạng sóng : U Ud t α Dạng điện áp một chiều ở đầu ra của chỉnh lưu sẽ bị gián đoạn trong một nửa chu kì khi điện áp ở Anốt của Tiristor bị âm. Do vậy, chất lượng điện áp một chiều của loại chỉnh lưu này rất xấu. - Trị số điện áp trung bình lớn nhất được tính như sau : 1 π 2 Ud = ∫ 2.U 2 .sin ωt.dωt = ≈ 0,45.U2 2π 0 π Vì chất lượng điện áp ra xấu cho nên hệ số sử dụng biến áp cũng thấp:
  19. Đồ án tốt nghiệp S1BA + S2 BA 2,69.U d .I d + 3,49.U d .I d SBA = = = 3,09.U d .I d 2 2 Nhận xét : Chỉnh lưu một nửa chu kì là loại chỉnh lưu cơ bản, có sơ đồ nguyên lí đơn giản. Chất lượng điện áp một chiều ở đầu ra xấu, dòng điện gián đoạn. Do vậy, loại chỉnh lưu này ít dùng trong thực tế. II. Chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có trung tính. - Sơ đồ nguyên lí : ∅ T1 U2 Rd Ld U1 • • Id U2 T2 ∅ BA - Đồ thị dạng sóng: U Ud t α + Giá trị trung bình của điện áp tải : 1 α+π 2 2 Ud = π α∫ 2.U 2 .sin ωt.dωt = π .U 2 . cos α = 0,9.U 2 . cos α Với α là góc mở của Tiristor. + Giá trị điện áp ngược đặt trên Tiristor : U ng max = 2 2.U 2 = 2.U 2 max + Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua Tiristor : Id I tbT = 2 + Giá trị trung bình của dòng điện chạy qua tải : Ud Id = R + Công suất máy biến áp :
  20. Đồ án tốt nghiệp S1BA + S 2BA 1,23.U d .I d + 1,74.U d .I d S BA = = = 1,48.U d .I d 2 2 Nhận xét : So với chỉnh lưu nửa chu kì, thì loại chỉnh lưu này có chất lượng điện áp tốt hơn, dòng điện chạy qua van không quá lớn, tổng điện áp rơi trên van nhỏ, việc điều khiển các van đơn giản. Tuy nhiên, việc chế tạo máy biến áp phải có hai dây quấn thứ cấp giống nhau, với mỗi cuộn chỉ làm việc ở một nửa chu kì. Chính vì vậy làm cho việc chế tạo máy biến áp phức tạp hơn và khả năng sử dụng máy biến áp thấp. III. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển : - Sơ đồ nguyên lí : ∅ U1 ∅ BA U2 T2 T1 • • • • T4 T3 Rd Ld Id - Đồ thị dạng sóng : U Ud t α + Giá trị trung bình của điện áp tải :

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản