2.3. Đi u ch nh t c đ đ ng c m t chi uề ỉ ố ộ ộ ơ ộ ề
2.3.1. Khái ni m chungệ
V ph ng di n đi u ch nh t c đ , đ ng c đi n m t chi u có nhi u u vi t h n so v i cácề ươ ệ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề ề ư ệ ơ ớ
lo i đ ng c khác, không nh ng nó có kh năng đi u ch nh t c đ d dàng mà c u trúc m chạ ộ ơ ữ ả ề ỉ ố ộ ễ ấ ạ
đ ng l c, m ch đi u khi n đ n gi n h n đ ng th i l i đ t ch t l ng đi u ch nh cao trong d iộ ự ạ ề ể ơ ả ơ ồ ờ ạ ạ ấ ượ ề ỉ ả
đi u ch nh t c đ r ng.ề ỉ ố ộ ộ
Th c t có 2 ph ng pháp c b n đ đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u:ự ế ươ ơ ả ể ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề
- Đi u ch nh đi n áp cho ph n c ng đ ng cề ỉ ệ ầ ứ ộ ơ
- Đi u ch nh đi n áp c p cho m ch kín t đ ng c .ề ỉ ệ ấ ạ ừ ộ ơ
C u trúc ph n l c c a h truy n đ ng đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u bao gi cũngấ ầ ự ủ ệ ề ộ ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề ờ
c n có b bi n đ i. Các b bi n đ i này c p cho m ch ph n ng đ ng c ho c m ch kích tầ ộ ế ổ ộ ế ổ ấ ạ ầ ứ ộ ơ ặ ạ ừ
đ ng c . Cho đ n nay trong công nghi p s d ng b n lo i b bi n đ i chính.ộ ơ ế ệ ử ụ ố ạ ộ ế ổ
- B bi n đ i máy đi n g m: đ ng c s c p kéo máy phát m t chi u máy đi n khuy chộ ế ổ ệ ồ ộ ơ ơ ấ ộ ề ệ ế
đ i (MĐKĐ)ạ
- B bi n đ i đi n t : Khu ch đ i t (KĐT)ộ ế ổ ệ ừ ế ạ ừ
- B bi n đ i ch nh l u bán d n: ch nh l u tiristo (CLT)ộ ế ổ ỉ ư ẫ ỉ ư
- B bi n đ i xung áp m t chi u: tiristo ho c tranzito (BBĐXA) ộ ế ổ ộ ề ặ
T ng ng v i vi c s d ng b bi n đ i mà ta có các h truy n đ ng nh :ươ ứ ớ ệ ử ụ ộ ế ổ ệ ề ộ ư
-H truy n đ ng máy phát - đ ng c (F - Đ)ệ ề ộ ộ ơ
- H truy n đ ng máy khu ch đ i - đ ng c (MĐKĐ - Đ)ệ ề ộ ế ạ ộ ơ
- H truy n đ ng khu ch đ i t - đ ng c (KĐT - Đ)ệ ề ộ ế ạ ừ ộ ơ
- H truy n đ ng ch nh l u tiristo - đ ng c (T - Đ)ệ ề ộ ỉ ư ộ ơ
- H truy n đ ng xung áp - đ ng c (XA - Đ)ệ ề ộ ộ ơ
Theo c u trúc m ch đi u khi n các h truy n đ ng, đi u ch nh t c đ đ ng c m t chi uấ ạ ề ể ệ ề ộ ề ỉ ố ộ ộ ơ ộ ề
có lo i đi u khi n theo m ch kón (ta có h truy n đ ng đi u ch nh t đ ng ) và lo i đi u khi nạ ề ể ạ ệ ề ộ ề ỉ ự ộ ạ ề ể
m ch h (h truy n đ ng đi u khi n ''h '') H đi u ch nh t đ ng đ ng c đi n có c y trúc ph cạ ở ệ ề ộ ề ể ở ệ ề ỉ ự ộ ộ ơ ệ ấ ứ
t p, nh ng có ch t l ng đi u ch nh r ng h n so v i h truy n đ ng ''h ''ạ ư ấ ượ ề ỉ ộ ơ ớ ệ ề ộ ở
Ngoài ra các h truy n đ ng đi u ch nh t c đ đ ng c m t chi u còn đ c phân lo iệ ề ộ ề ỉ ố ộ ộ ơ ộ ề ượ ạ
theo truy n đ ng có đ o chi u quay và không đ o chi u quay. Đ ng th i tuỳ thu c vào cácề ộ ả ề ả ề ồ ờ ộ
ph ng pháp hãm, đ o chi u mà ta có truy n đ ng làm vi c m t góc ph n t , góc hai ph n tươ ả ề ề ộ ệ ở ộ ầ ư ầ ư
và góc b n ph n t .ố ầ ư
Trong ph m vi m ch ng này, chúng ta nghiên c u các tính ch t tông quáy, cũng nh tínhạ ươ ứ ấ ư
ch t riêng c a t ng h truy n đ ng đi u ch nh t c đ đ ng c m t chi u.ấ ủ ừ ệ ề ộ ề ỉ ố ộ ộ ơ ộ ề
2.3.2. Nguyên lý đi u ch nh đi n áp ph n ngề ỉ ệ ầ ứ
Đ đi u ch nh đi n áp ph n ng đ ng c m t chi u c n có thi t b ngu n nh máy phátể ề ỉ ệ ầ ứ ộ ơ ộ ề ầ ế ị ồ ư
đi n m t chi u kích t đ c l p, các b ch nh l u đi u khi n v.v.... Các thi t b ngu n này có ch cệ ộ ề ừ ộ ậ ộ ỉ ư ề ể ế ị ồ ứ
năng bi n năng k ng xoay chi u thành m t chi u có s c đi n đ ng Eế ượ ề ộ ề ứ ệ ộ b đi u ch nh đ c nh tínề ỉ ượ ờ
hi u đi u khi n Uệ ề ể đk . Vì là ngu n có công su t h u h n so v i đ ng c nên các b bi n đ i nàyồ ấ ữ ạ ớ ộ ơ ộ ế ổ
có đi n tr trong Rệ ở b khác không.
ch đ xác l p có th vi t đ c ph ng trình đ c tính c a h th ng nh sau:ở ế ộ ậ ể ế ượ ươ ặ ủ ệ ố ư
udbwub RRIEE +=− (
)
u
dm
udb I
K
RE .
.Φ
+
=
ω
β
ωω
M
dk
Uo −= )(
1
Hình 2.29. S đ kh i và s đ thay th ch đ xác l pơ ồ ố ơ ồ ế ở ế ộ ậ
Vì t thông c a đ ng c đ c gi không đ i nên đ c ng đ c tính c cũng không đ i, ,ừ ủ ộ ơ ượ ữ ổ ộ ứ ặ ơ ổ
còn t c đ không t i lý t ng thì tuỳ thu c vào giá tr đi n áp đi u khi n Uố ộ ả ưở ộ ị ệ ề ể đk c a h th ng do đóủ ệ ố
có th nói ph ng pháp đi u ch nh này là u vi t.ể ươ ề ỉ ư ệ
Đ xác đ nh d i đi u ch nh t c đ ta đ ý r ng t c đ l n nh t c a h th ng b ch n b iể ị ả ề ỉ ố ộ ể ằ ố ộ ớ ấ ủ ệ ố ị ặ ở
đ c tính ng v i đi n áp ph n ng đ nh m c và t thông cũng gi giá tr đ nh m c. T c đ nhặ ứ ớ ệ ầ ứ ị ứ ừ ữ ở ị ị ứ ố ộ ỏ
nh t c a d i đi u ch nh b gi i h n b i yêu c u v sai s t c đ và v mô men t i là đ nh m cấ ủ ả ề ỉ ị ớ ạ ở ầ ề ố ố ộ ề ả ị ứ
thì các giá tr l n nh t và nh nh t c a t c đ là:ị ớ ấ ỏ ấ ủ ố ộ
β
ωω
dm
o
M
−= maxmax
2-70
β
ωω
dm
o
M
−= minmin
Đ tho mãnkh năng quá t i thì đ c tính th p nh t c a d i đi u ch nh ph i có mômen kh iể ả ả ả ặ ấ ấ ủ ả ề ỉ ả ở
đ ng là:ộ
dmMcm MKMM .
maxmin ==
Trong đó KM h s quá t i v mô menệ ố ả ề
Vì h đ c tính c là các đ ng th ng song song nhau, nên theo đ nh nghĩa v đ c ng đ c c taọ ặ ơ ườ ẳ ị ề ộ ứ ặ ơ
có th vi t.ể ế
)1(
1
)( minmin −=−= M
dm
dmmm K
M
MM
ββ
ω
1
1
/)1(
max
max0
−
−
=
−
−
=
M
dm
o
dmM
dm
K
M
MK
M
D
βω
β
β
ω
V i m t c c u máy c th thì các giá tr ớ ộ ơ ấ ụ ể ị
là xác đ nh, vì v y ph m vi đi uị ậ ạ ề
ch nh D ph thuôc tuy n tính vào giá tr c a đ c ng ỉ ụ ế ị ủ ộ ứ β. Khi đi u ch nh đi n áp ph n ng đ ng cề ỉ ệ ầ ứ ộ ơ
2
b ng các thi t b ngu n đi u ch nh thì đi n tr t ng m ch ph n ng g p kho ng hai l n đi n trằ ế ị ồ ề ỉ ệ ở ổ ạ ầ ứ ấ ả ầ ệ ở
ph n ng đ ng c . Do đó có th tính s b đ c. ầ ứ ộ ơ ể ơ ộ ượ
10
1
/
max0 ≤
−
M
dm
K
M
βω
Vì th , t i có đ c tính mô men không đ i thì giá tr ph m vi đi u ch nh t c đ cũng khôngế ả ặ ổ ị ạ ề ỉ ố ộ
v t quá 10. Đ i v i các máy có yêu c u cao v d i đi u ch nh và đ chính xác duy trì t c đ làmượ ố ớ ầ ề ả ề ỉ ộ ố ộ
vi c thì vi c s d ng các h th ng ''h '' nh trên là không tho mãn đ c.ệ ệ ử ụ ệ ố ở ư ả ượ
Trong ph m vi ph t i cho phép có th coi các đ c tính c tĩnh c a truy n đ ng m t chi uạ ụ ả ể ặ ơ ủ ề ộ ộ ề
kích t đ c l p là tuy n tính. Khi đi u ch nh đi n áp ph n ng thì đ c ng các đ c tính c trongừ ộ ậ ế ề ỉ ệ ầ ứ ộ ứ ặ ơ
toàn d i đi u ch nh là nh nhau, do đó đ s t t c t ng đ i s đ t giá tr l n nh t t i đ c tính cả ề ỉ ư ộ ụ ố ươ ố ẽ ạ ọ ớ ấ ạ ặ ơ
th p nh t c a d i đi u ch nh. Hay nói cách khác, n u t i đ c tính c thpá nh t c a d i đi u ch nhấ ấ ủ ả ề ỉ ế ạ ặ ơ ấ ủ ả ề ỉ
mà sai s t c đ không v t quá giá tr sai s cho phép, thì h truy n đ ng s làm vi c sai s luônố ố ộ ượ ị ố ệ ề ộ ẽ ệ ố
nh h n sai s cho phép trong toàn b d i đi u ch nh. Sai s t ng đ i c a t c đ đ c tínhỏ ơ ố ộ ả ề ỉ ố ươ ố ủ ố ộ ở ặ
th p nh t là:ấ ấ
min0min
minmin
∆
∆
=
−
=
ω
ω
ωω
o
o
S
cp
o
dm S
M
S≤
min
ωβ
Vì các giá tr Mịdm ,ω0min , Scp là xác đ nh nên có th tính đ c giá tr t i thi u c a c a đị ể ượ ị ố ể ủ ủ ộ
c ng đ c tính c sao cho sai s không v t quá m c giá tr cho phép. Đ làm vi c này, trong sứ ặ ơ ố ượ ứ ị ể ệ ố
các tr ng hp c n xây d ng các h th ng truy n đ ng đi u khi n vòng kín.ườ ọ ầ ự ệ ố ề ộ ề ể
Trong su t quá trình đi u ch nh đi n áp ph n ng thì t thông bao b i kích t đ c giố ề ỉ ệ ầ ứ ừ ở ừ ượ ữ
nguyên, do đó mô men cho phép c a h s là không đ i.ủ ệ ẽ ổ
dmdmdmcpc MIKM == ..
.
φ
Ph m vi đi u ch nh t c đ và mô men trong hình ch nh t bao b i các đ ng th ng ạ ề ỉ ố ộ ữ ậ ở ườ ẳ ω =
ωdm , M = Mdm và tr c to đ . T n hao năng l ng chính là t n hao trong m ch ph n ng n u bụ ạ ộ ồ ượ ồ ạ ầ ứ ế ỏ
qua các t n hao không đ i trong h .ổ ổ ệ
Eb = Rư + I ư( Rb + R đư)
IưEb = IưEư + I2ư (Rb + R đư)
N u đ t Rế ặ b + R đư = R thì hi u su t bi n đ i năng l ng c a h s là:ệ ấ ế ổ ượ ủ ệ ẽ
ηư =
2
2
)(
dm
uuu
uu
K
MR
RIEI
EI
Φ
+
=
+
ω
ω
ηư =
***
*
rm+
ω
ω
Khi làm vi c ch đ xác l p ta có mô en do đ ng c sinh ra đúng b ng mômen t i trênệ ở ế ộ ậ ộ ơ ằ ả
tr c: M = ụ
*
c
M
và g n đúng coi đ ct ính c c a ph t i là ầ ặ ơ ủ ụ ả
x
c
m)( **
ω
=
thì:
ηư =
1***
*
)( −
+x
r
ωω
ω
Hình 2.31 mô t quan h gi a hi u su t và t c đ làm vi c trong các tr ng h p đ c tínhả ệ ữ ệ ấ ố ộ ệ ườ ợ ặ
t i khác nhau. Đi u ch nh t c đ b ng cách thay đ i đi n áp ch nh. Cũng th y r ng nên n i thêmả ề ỉ ố ộ ằ ổ ẹ ỉ ấ ằ ố
đi n tr ph vào m ch ph n ng vì nh v y s gi m đáng k hi u su t c a h .ệ ở ụ ạ ầ ứ ư ậ ẽ ả ể ệ ấ ủ ệ
3
Hình 2.31. Quan h gi a hi u su t truy n đ ng và t c đ v i các lo i t i khác nhau.ệ ữ ệ ấ ề ộ ố ộ ớ ạ ả
2.3.3. Nguyên lý đi u ch nh t thông đ ng cề ỉ ừ ộ ơ
Đi u ch nh t thông kích thích c a đ ng c đi n m t chi u là đi u ch nh mômen đi n tề ỉ ừ ủ ộ ơ ệ ộ ề ề ỉ ệ ừ
c a đ ng c M = Kủ ộ ơ φIư và s c đi n đ ng quay c a đ ng c Eứ ệ ộ ủ ộ ơ ư = Kφω . M ch kích t c a đ ngạ ừ ủ ộ
c là m ch phi tuy n, vì v y h đi u ch nh t thông cũng là h phi tuy n.ơ ạ ế ậ ệ ề ỉ ừ ệ ế
dt
d
W
rr
e
ik
kb
k
k
Φ
+
+
=
(2-73)
Trong đó: rk - đi n tr dây cu n kích thíchệ ở ố
rb - đi n tr c a ngu n đi n áp kích thíchệ ở ủ ồ ệ
Wk - s vòng dây c a dây qu n kích thích.ố ủ ấ
Trong ch đ xác l p ta có quan hế ộ ậ ệ
kb
k
krr
e
I+
=
)( k
if=Φ
Th ng khi đi u ch nh t thông thì đi n áp ph n ng đ c gi nguyên b ng giá tr đ nhườ ề ỉ ừ ệ ầ ứ ượ ữ ằ ị ị
m c, do đó đ c tính c th p nh t trong vùng đi u ch nh t thông chính là đ c tính có đi n ápứ ặ ơ ấ ấ ề ỉ ừ ặ ệ
ph n ng đ nh m c, t thông đ nh m c và đ c g i là đ c tính c b n (đôi khi chính là đ c tínhầ ứ ị ứ ừ ị ứ ượ ọ ặ ơ ả ặ
t nhiên c a đ ng c ). T c đ l n nh t c a d i đi u ch nh t thông b h n ch b i kh năngự ủ ộ ơ ố ộ ớ ấ ủ ả ề ỉ ừ ị ạ ế ở ả
chuy n m ch c a góp đi n, Khi gi m t thông đ tăng t c đ quay c a đ ng c thì đ ng th iể ạ ủ ổ ệ ả ừ ể ố ộ ủ ộ ơ ồ ờ
đi u ki n chuy n m ch c a c góp cũng b x u đi, vì v y đ đ m b o đi u ki n chuy n m chề ệ ể ạ ủ ổ ị ấ ậ ể ả ả ề ệ ể ạ
bình th ng thì c n ph i gi m dòng đi n ph n ng cho phép, k t qu là mômen cho phép trênườ ầ ả ả ệ ầ ứ ế ả
tr c đ ng c gi m r t m nh. Ngay c khi gi nguyên dòng đi n ph n ng thì đ c ng đ c tínhụ ộ ơ ả ấ ạ ả ữ ệ ầ ứ ộ ứ ặ
c cũng gi m r t nhhanh khi gi m t thông kích thích.ơ ả ấ ả ừ
u
R
K2
)( Φ−
=
φ
β
hay
[ ]
2
**2** ()(
φϕβ φφ
== R
4
Hình 2.32. a) S đ thay th ; b) Đ c tính đi u ch nh khi đi u ch nh t thông đ ng c .ơ ồ ế ặ ề ỉ ề ỉ ừ ộ ơ
Do đi u ch nh t c đ b ng cách gi m t thông nên đ i v i các đ ng c mà t thông đ nhề ỉ ố ộ ằ ả ừ ố ớ ộ ơ ừ ị
m c n m ch ti p giáp gi a vùng tuy n tính và vùng bão hoà c a đ c tính t hoá thì có th coiứ ằ ở ỗ ế ữ ế ủ ặ ừ ể
vi c đi u ch nh tuy n tính và h ng s C ph thu c vào thông s k t c u c a máy đi n.ệ ề ỉ ế ằ ố ụ ộ ố ế ấ ủ ệ
k
kb
ke
rr
C
iC +
==Φ .
2.3.4. Nguyên lý đi u ch nh k t h p đi n áp và t thôngề ỉ ế ợ ệ ừ
Ph n l n các h truy n đ ng đ ng c m t chi u th c hi n đi u ch nh c đi n áp và tầ ớ ệ ề ộ ộ ơ ộ ề ự ệ ề ỉ ả ệ ừ
thông. C u trúc h đi u khi n đ c trình bày trên hình 2.3.3ấ ệ ề ể ượ
Hình 2.33. Nguyên lý đi u kh ên hai thông s đi n áp và t thôngề ỏ ố ệ ừ
Tuỳ theo yêu c u t ng lo i công ngh , vi c ph i h p gi a nhai kênh đi u khin đi n áp vàầ ừ ạ ệ ệ ố ợ ữ ề ẻ ệ
t thông s có đ c đi m khác nhau. Thông th ng có 3 lo i chính nh sau:ừ ẽ ặ ể ườ ạ ư
2.3.4.1. Đi u ch nh hai vùng k ti p nhauề ỉ ế ế
Nguyênlý đi u ch nh hai vùng k ti p nhau đ c phân chia rõ ràng.ề ỉ ế ế ượ
- Vùng đi u ch nh đi n áp: ề ỉ ệ Uư t 0 ừ÷ U đmư t thông đ c gi không đ i giá tr đ nhừ ượ ữ ổ ở ị ị
m c. Kh năng sinh mômen c a đ ng c là không đ i, công su t tăng tuy n tính t c đ 0 ứ ả ủ ộ ơ ổ ấ ế ố ộ ÷ ωđm,
ng i ta gi m t thông đ ng c t ườ ả ừ ộ ơ ừ φđm đ n ếφmin (t ng ng v i ươ ứ ớ ωmax). Công su t truy n đ ngấ ề ộ
không đ i, mômen đ ng c suy gi m t l ngh ch v i t c đ M ~ ổ ộ ơ ả ỉ ệ ị ớ ố ộ
ω
1
. Đ c tính trình bày trên bìnhặ
2.34.
5