PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU

Chia sẻ: Mr Mai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

0
142
lượt xem
88
download

PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU

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

Tín hiệu đồng bộ tạo mốc chuẩn về thời gian cần cho việc xác định góc điều khiển, đồng thời xác lập đặc tính giữa áp chỉnh lưu trung bình Ud và áp điều khiển uđk . Do đó, tín hiệu đồng bộ được chọn thay đổi trong khoảng thời gian xuất hiện điện áp khoá trên linh kiện và nó dựa vào dạng điện áp nguồn xoay chiều. Tín hiệu điều khiển xác định điểm làm việc trên đặc tính điều khiển và cho biết độ lớn góc điều khiển....

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU

  1. Ñieän töû coâng suaát 1 2.15 PHÖÔNG PHAÙP ÑIEÀU KHIEÅN BOÄ CHÆNH LÖU Thôøi ñieåm ñöa xung kích ñoùng caùc thyristor trong caùc boä chænh löu töông öùng vôùi goùc ñieàu khieån α döïa vaøo keát quaû so saùnh hai tín hieäu cô baûn: tín hieäu ñieàu khieån uñk vaø tín hieäu ñoàng boä up (hình H2.68). Tín hieäu ñoàng boä taïo moác chuaån veà thôøi gian caàn cho vieäc xaùc ñònh goùc ñieàu khieån, ñoàng thôøi xaùc laäp ñaëc tính giöõa aùp chænh löu trung bình Ud vaø aùp ñieàu khieån uñk . Do ñoù, tín hieäu ñoàng boä ñöôïc choïn thay ñoåi trong khoaûng thôøi gian xuaát hieän ñieän aùp khoaù treân linh kieän vaø noù döïa vaøo daïng ñieän aùp nguoàn xoay chieàu. Tín hieäu ñieàu khieån xaùc ñònh ñieåm laøm vieäc treân ñaëc tính ñieàu khieån vaøø cho bieát ñoä lôùn goùc ñieàu khieån. Caû hai tín hieäu ñieàu khieån vaø tín hieäu ñoàng boä treân coù theå xöû lyù döïa treân kyõ thuaät soá hoaëc analog. Ñeå ñôn giaûn, ta neâu ví duï ñieàu khieån boä chænh löu maïch tia ba pha duøng kyõ thuaät analog vôùi tín hieäu ñoàng boä daïng raêng cöa. Quan heä giöõa tín hieäu ñoàng boä raêng cöa, ñieän aùp ñieàu khieån vaø vò trí kích ñoùng caùc linh kieän coù theå theo doõi treân caùc hình H2.69. Giaû söû soùng ñieàu khieån bieán thieân trong giôùi haïn hai cöïc trò cuûa soùng ñoàng boä raêng cöa (-Upm,+Upm). Giaù trò goùc kích α vôùi ñaïi löôïng aùp ñieàu khieån deã daøng xaùc ñònh theo heä thöùc sau ñaây: U pm − u dk α = π( ) (2.125) 2.U pm Quan heä giöõa ñieän aùp chænh löu trung bình maïch tia 3 pha ñieàu khieån hoaøn toaøn vôùi goùc ñieàu khieån cho bôûi heä thöùc: 3 6 Ud ( α ) = U . cos α (2.126) 2π 2-73
  2. Ñieän töû coâng suaát 1 Töø ñoù, 3 6 ⎛ U pm − u dk ⎞ U d ( α) = U . cos ⎜ π. ⎟ 2π ⎜ 2.U pm ⎟ ⎝ ⎠ (2.127) Haøm quan heä giöõa aùp chænh löu trung bình, ñieän aùp ñieàu khieån vaø goùc ñieàu khieån coù theå bieåu dieãn laïi döôùi daïng ñoà thò treân hình H2.70 Ñaëc tính ñieàu khieån Ud(uñk) coù daïng phi tuyeán, tuy nhieân daïng maïch deã thöïc hieän. Trong vieäc khaûo saùt caùc heä thoáng ñieàu khieån coù hieäu chænh, ñaëc tính phi tuyeán ñöôïc tuyeán tính hoaù (hình H2.70b). Khi ñoù, boä chænh löu ñöôïc xem nhö maïch khueách ñaïi coâng suaát vôùi ñoä khueách ñaïi cho bôûi tæ soá giöõa ñoä bieán thieân ñieän aùp chænh löu trung bình vaø ñoä bieán thieân ñieän aùp ñieàu khieån vaø ñöôïc xem nhö baèng haèng soá ôû cheá ñoä doøng lieân tuïc. 2-74
  3. Ñieän töû coâng suaát 1 Ví duï 2.26 Boä chænh löu maïch tia ba pha maéc vaøo nguoàn xoay chieàu ba pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha U = 220 V , ω = 314 rad/s . Goùc ñieàu khieån α xaùc ñònh treân cô sôû aùp raêng cöa vaø aùp ñieàu khieån. Cho bieát aùp raêng cöa thay ñoåi trong phaïm vi - 12V +12V. Giaû thieát doøng ñieän qua taûi lieân tuïc . a/- Tính ñoä lôùn aùp chænh löu treân taûi khi aùp ñieàu khieån udk = 8 V. b/- Tính ñoä lôùn aùp ñieàu khieån khi ñieän aùp chænh löu baèng 200 V. Giaûi: Ta coù: 12 − udk α = 12 π 2 Töø ñoù: 12 − udk π α= . 12 2 vaø 24α udk = 12 − π a/- 12 − 8 π π u dk = 8V ⇒ α = . = 12 2 6 3 6 3 6 π ⇒ Ud = .U . cos α = .220. cos = 222 ,8 [V] 2π 2π 6 2 π.U d 2 π.220 b/- cos α = = = 0 ,766 3 6 .U 3 6 .220 ⇒ α = 0,682 rad 24.0 ,682 Töø ñoù: u dk = 12 − = 6 ,789V π Ví duï 2.27 Boä chænh löu maïch tia coù theå xem nhö boä khueách ñaïi vôùi tín hieäu ñaàu vaøo laø ñieän aùp ñieàu khieån udk vaø ñaàu ra laø ñieän aùp chænh löu trung bình. Cho ñieän aùp xoay chieàu U = 220V; ñieän aùp xung raêng cöa thay ñoåi töø -12V ñeán +12V . a/- Tính heä soá khueách ñaïi cuûa boä chænh löu ôû cheá ñoä doøng taûi lieân tuïc phuï thuoäc vaøo udk. b/- Tuyeán tính hoùa ñaëc tính ñieàu khieån Ud(uñk), xaùc ñònh heä soá khueách ñaïi gaàn ñuùng c/- Thieát laäp haøm truyeàn cuûa boä chænh löu, giaû thieát thôøi gian treã cuûa ñaùp öùng ñöôïc choïn baèng 1/2 chu kyø xung aùp chænh löu. Giaûi: a/- Heä soá khueách ñaïi 2-75
  4. Ñieän töû coâng suaát 1 ∂U d dα k = . ∂α du dk ∂U d 3 6 = .U .(− sin α ) ∂α 2π dα π =− dudk 24 2 2 ⎛ 12 − udk π ⎞ ⇒k = .U . sin α = .U . sin ⎜ . ⎟ 12 12 ⎝ 12 2⎠ π Heä soá khueách ñaïi lôùn nhaát khi α = [rad] töông öùng vôùi udk = 0 [V] 2 b/- Heä soá khueách ñaïi cuûa ñaëc tính ñöôïc tuyeán tính hoùa: 3 6 .U ∆U d Ud max − U d min Ud 0 k′ = = = = 2π = 21,44 ∆udk udkm − (− udkm ) U dkm 12 1 1 0,02 c/- Thôøi gian treã τ p = Tp = . = 0,0033[ s ] 2 2 3 Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu F (s ) = k .e − sτ p = 21,44.e −0,0033 s ÔÛ taàn soá thaáp s.τp ≈ 0 neân aùp duïng phaân tích chuoãi Mac Laurin taïi ñieåm 0, ta coù: − sτ p 1 e ≈ 1 + s.τ p 21,44 Töø ñoù F (s ) = k = 1 + s.τ p 1 + s.0,0033 Ví duï 2.28 Cho ñoäng cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp vôùi caùc tham soá nhö sau : α U udm = 220V ; I udm = 37 A; n dm = 1000v / ph; R u = 0 ,54 Ω ; I u max = 74 A Vaän toác ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu khieån ñieän aùp phaàn öùng thoâng qua boä chænh löu caàu 1 pha ñieàu khieån hoøan toøan. Nguoàn kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc. Boä chænh löu ñöôïc maéc tröïc tieáp vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu 1 pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha baèng 300V, taàn soá löôùi baèng 50Hz. Tính goùc kích α cuûa boä chænh löu ñeå ñoäng cô coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc a. Tìm haøm truyeàn cuûa boä chænh löu treân cho bieát caùc tín hieäu soùng ñoàng boä thay ñoåi giöõa –10 vaø 0 V coù daïng nhö hình veõ H2.71 2-76
  5. Ñieän töû coâng suaát 1 b. Tìm ñoä lôùn ñieän aùp ñieàu khieån ñeå ñoäng cô coù theå chaïy ôû vaän toác ñònh möùc khi moment ñoäng cô baèng cöïc ñaïi. GIAÛI: a. Ta coù aùp chænh löu caáp cho phaàn öùng ôû cheá ñoä ñònh möùc: 2 2 .U . cos α = Uudm π 2 2 .300. cos α = 220 π Töø ñoù: α = 0,618[rad ] ⇒ α = 35,40 b. Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu 2 2 2 2 300 − ( − 300 ) U − U d min π π K BCL = d max = = 54 u dk max − u dk min 0 − ( −10 ) 0.02 τ BCL = = 0,005[ S ] 4 54 FBCL (s) = 1 + 0,005.s c. Khi moment ñoäng cô cöïc ñaïi, do kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc neân Iu=Iumax=74A. U u max = Ru .I u max + kφ dm .ω dm vôùi Ru=0,54 Ω ; Iumax=74A; kφ dm .ω dm = U udm − Ru .I udm = 220 − 0,54.37 = 200[V U u max = 0,54.74 + 200 = 240[V ] 2 2 Töø ñoù: .300. cos α = 240 ⇒ α = 0,4765[rad ] = 27,30 π Töø ñoà thò: u dk α 0,4765 = ⇒ u dk = .10 = 1,517[V ] ⇒ u dk = −1,517[V ] 10 π π Ví duï 2.29 Cho ñoäng cô moät chieàu kích töø ñoäc laäp vôùi caùc tham soá nhö sau : U udm = 440V ; I udm = 18,5 A ndm = 900v / ph Ru = 2,32Ω ; I u max = 37 A Vaän toác ñoäng cô ñöôïc ñieàu khieån theo phöông phaùp ñieàu khieån ñieän aùp phaàn öùng thoâng qua boä chænh löu caàu 3 pha ñieàu khieån hoøan toøan. Nguoàn kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc. Boä chænh löu ñöôïc maéc tröïc tieáp vaøo nguoàn ñieän xoay chieàu 3 pha vôùi trò hieäu duïng aùp pha baèng 220V, taàn soá löôùi baèng 50Hz. 2-77
  6. Ñieän töû coâng suaát 1 a. Tính goùc kích α cuûa boä chænh löu ñeå ñoäng cô coù theå laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc b. Tìm haøm truyeàn cuûa boä chænh löu treân cho bieát caùc tín hieäu soùng ñoàng boä coù daïng nhö hình veõ H2.72 c. Tìm ñoä lôùn ñieän aùp ñieàu khieån ñeå ñoäng cô coù theå chaïy ôû vaän toác ñònh möùc khi moment ñoäng cô baèng cöïc ñaïi. GIAÛI: a. Ta coù aùp chænh löu caáp cho phaàn öùng ôû cheá ñoä ñònh möùc: 3 6 3 6 .U . cos α = U udm ⇒ .220. cos α = 440 π π Töø ñoù: cosα = 0,855 ⇒ α = 0,54518[rad ] ⇒ α = 31,2360 b. Haøm truyeàn cuûa boä chænh löu 3 6 3 6 220 − (− 220) U − U d min π π K BCL = d max = = 51,459 u dk max − u dk min 10 − (−10) 0.02 τ BCL = = 0,00166[ S ] 12 51,4 FBCL (s) = 1 + 0,00166.s c. Khi moment ñoäng cô cöïc ñaïi, do kích töø khoâng ñoåi baèng ñònh möùc neân Iu=Iumax=37A. U u max = Ru .I u max + kφ dm .ω dm vôùi Ru=2,32 Ω ; Iumax=37A; kφ dm .ω dm = U udm − Ru .I udm = 440 − 2,32.18,5 = 397,08[V U u max = 2,32.37 + 397,08 = 482,92[V ] 3 6 Töø ñoù: .220. cos α = 482,92 ⇒ α = 0,3527[rad ] = 20,209 0 π Töø ñoà thò hình H2.72, ta xaùc ñònh: 10 − u dk α u α 0,3527 = = (1 − dk ) ⇒ u dk = 10.(1 − ) = 10.(1 − ) = 8,877[V ] 10 π 10 π π 2.16 BOÄ CHÆNH LÖU KEÙP Caùc daïng boä chænh löu ñaõ khaûo saùt chæ cho pheùp doøng ñieän ñi qua taûi theo moät chieàu, coøn ñieän aùp coù chieàu thay ñoåi. Moät soá taûi ñoøi hoûi ñaûo chieàu doøng ñieän trong quaù trình hoaït ñoäng, chaúng haïn quaù trình haõm ñoäng cô moät chieàu hoaëc quaù trình maï ñieän. 2.16.1 CAÙC CAÁU HÌNH MAÏCH CHÆNH LÖU ÑAÛO CHIEÀU DOØNG ÑIEÄN a.Duøng coâng taéc ñaûo Ñeå ñaûo chieàu doøng qua taûi, vôùi boä chænh löu ñôn, maïch caàn trang bò theâm coâng taéc ñaûo (hình H2.73) 2-78
  7. Ñieän töû coâng suaát 1 Khi caàn cho doøng ñieän taûi döông id > 0, coâng taéc thuaän T ñöôïc ñoùng. Ngöôïc laïi, khi ta cho ngaét hai coâng taéc T vaø ñoùng coâng taéc ñaûo N, doøng ñieän kheùp kín qua boä chænh löu, coâng taéc N vaø qua taûi theo chieàu aâm id < 0. 2-79
  8. Ñieän töû coâng suaát 1 Quaù trình ñaûo chieàu doøng ñieän taûi- ví duï töø döông sang aâm: tröôùc heát doøng ñieän ñöôïc ñieàu khieån töø giaù trò döông veà doøng baèng khoâng baèng caùch ñieàu chænh goùc kích boä chænh löu ôû giaù trò αmax . Khi doøng ñaït giaù trò baèng khoâng, maïch ñieàu khieån thöïc hieän môû coâng taéc thuaän T vaø sau ñoù ñoùng coâng taéc ngöôïc N. Baèng quaù trình ñieàu khieån goùc kích cuûa boä chænh löu, doøng ñieän qua taûi seõ ñoåi daáu vaø ñaït giaù trò doøng yeâu caàu. Töông töï cho quaù trình ñaûo chieàu doøng ñieän taûi töø aâm sang döông. b. Duøng boä chænh löu keùp Boä chænh löu keùp coù khaû naêng ñieàu khieån doøng ñieän ñi qua taûi theo caû hai chieàu, bao goàm hai boä chænh löu ñôn gheùp laïi. Boä chænh löu I ñieàu khieån doøng ñieän qua taûi theo chieàu döông vaø boä chænh löu II ñieàu khieån doøng qua taûi theo chieàu aâm (hình 2.73b). Caùc daïng maïch chænh löu keùp Tuyø theo daïng caáu taïo cuûa caùc maïch chænh löu, ta phaân bieät boä chænh löu keùp daïng ñoái song (hình H2.74c,d), boä chænh löu keùp daïng chöõ thaäp (hình H2.74a,b) vaø boä chænh löu keùp daïng chöõ H (hình H2.74e). * Daïng maïch chöõ thaäp: caàn hai nguoàn ñieän aùp xoay chieàu rieâng. Ñieåm thuaän lôïi cuûa daïng maïch naøy ôû khaû naêng giôùi haïn doøng caân baèng cöïc ñaïi toát hôn so vôùi daïng maïch ñoái song. * Daïng maïch ñoái song: chæ caàn moät nguoàn ñieän aùp xoay chieàu vaø thích hôïp cho tröôøng hôïp ñieàu khieån rieâng bieät. * Daïng maïch chöõ H: thích hôïp cho phöông phaùp ñieàu khieån rieâng bieät vaø caû ñieàu khieån ñoàng thôøi. Cuoän khaùng duøng ñeå giôùi haïn doøng caân baèng maéc giöõa caùc ñieåm trung tính cuûa hai maïch nguoàn 3 pha; ñoàng thôøi cuoän khaùng naøy coøn taùc duïng naén doøng ñieän taûi. So vôùi daïng maïch chöõ thaäp, doøng ñieän luoân ñi qua caùc cuoän thöù caáp, do ñoù laøm coâng suaát ñònh möùc cho maùy bieán aùp coù theå choïn nhoû hôn . 2-80

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản