NGHIÊN CỨU VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP, chương 8

Chia sẻ: Tran Van Duong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

280
lượt xem 113
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Để tạo ra bộ nguồn một chiều có điện áp thay đổi được, ngoài các máy phát điện một chiều, KĐMĐ, người ta còn dùng các bộ chỉnh lưu có điều khiển. Vào những năm cuối của thập niên bảy mươi, khi công nghệ chế tạo chất bán dẫn phát triển, đặc biệt là các tiristor chịu được dòng điện lớn và điện áp cao thì các bộ chỉnh lưu tiristor ra đời. Các bộ chỉnh lưu này ngày càng phát triển mạnh mẽ vì có những ưu điểm nổi bật so với dùng nguồn máy phát một chiều hoặc...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: NGHIÊN CỨU VỀ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT ĐỂ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ ĐỘC LẬP, chương 8

Chương 8: CAÙC HEÄ THOÁNG ÑIEÀU CHÆNH TOÁC ÑOÄ ÑOÄNG CÔ MOÄT CHIEÀU KÍCH TÖØ ÑOÄC LAÄP COÙ DUØNG ÑIEÄN TÖÛ COÂNG SUAÁT I. HEÄ THOÁNG CHÆNH LÖU ÑOÄNG CÔ: Ñeå taïo ra boä nguoàn moät chieàu coù ñieän aùp thay ñoåi ñöôïc, ngoaøi caùc maùy phaùt ñieän moät chieàu, KÑMÑ, ngöôøi ta coøn duøng caùc boä chænh löu coù ñieàu khieån. Vaøo nhöõng naêm cuoái cuûa thaäp nieân baûy möôi, khi coâng ngheä cheá taïo chaát baùn daãn phaùt trieån, ñaëc bieät laø caùc tiristor chòu ñöôïc doøng ñieän lôùn vaø ñieän aùp cao thì caùc boä chænh löu tiristor ra ñôøi. Caùc boä chænh löu naøy ngaøy caøng phaùt trieån maïnh meõ vì coù nhöõng öu ñieåm noåi baät so vôùi duøng nguoàn maùy phaùt moät chieàu hoaëc chænh löu duøng ñeøn khí: - Coù theå taïo ra nhöõng boä nguoàn coâng suaát lôùn haøng ngaøn Kw maø caùc maùy phaùt ñieän hoaëc ñeøn thuûy ngaân cô khí khoâng theå taïo ra ñöôïc. - Toån thaát ñieän aùp treân ñeøn raát beù, chæ khoaûng töø 0,5V ñeán 1,5V. - Ñoä nhaïy cuûa heä thoáng cao vì coù tính quaùn tính ñieän töø beù. - Laøm vieäc ñöôïc ôû nhöõng nôi di chuyeån, chaán ñoäng maø maùy phaùt ñieän, ñeøn khí, thuûy ngaân khoù thöïc hieän ñöôïc. - Hieäu suaát cao. Heä thoáng chænh löu ñöôïc phaân chia thaønh nhieàu loaïi: chænh löu moät pha hay ba pha, ñoái xöùng hay khoâng ñoái xöùng, coù ñieàu khieån hay khoâng ñieàu khieån… Nhöng trong chöông naøy ngöôøi vieát chæ xin trình baøy heä thoáng chænh löu – ñoäng cô ñieän ba pha
duøng linh kieän baùn daãn tiristor ñeå ñieàu khieån. Heä thoáng naøy duøng ñeå thay ñoåi ñieän aùp vaø doøng ñieän ngoõ ra baèng caùch thay ñoåi thôøi ñieåm ñaët xung kích leân cöïc ñieàu khieån cuûa tiristor, töø ñoù coù theå ñieàu chænh toác ñoä cuûa ñoäng cô ñieän. Vieäc ñieàu chænh naøy thöïc hieän voâ caáp vaø khoâng caàn tieáp ñieåm. I. 1 Heä thoáng chænh löu ba pha hình tia – ñoäng cô: I. 1. a Sô ñoà nguyeân lyù: Chænh löu ba pha hình tia coøn ñöôïc goïi laø chænh löu ba pha nöûa chu kyø hay chænh löu ba pha coù “ ñaàu khoâng “. Ñieän aùp chænh löu laø moät nöûa soùng cuûa ñieän aùp xoay chieàu. U1, f1    I1  BA    U2 I2 n C0 UÑ Ñ T1 T2 T3 ÑK CCSX GT1 GT2 GT3    Iö GT1 +   - Uñk  BKC GT2 CKÑ RKÑ GT3
Hình 3. 1 Sô ñoà nguyeân lyù heä thoáng chænh löu ba pha hình tia – ñoäng cô. Trong ñoù: - BA: Maùy bieán aùp chænh löu coù nhieäm vuï: . Bieán ñoåi ñieän aùp nguoàn Ung thaønh ñieän aùp phuø hôïp Un ñaët leân boä chænh löu. . Bieán ñoåi soá pha nguoàn thaønh soá pha phuø hôïp vôùi boä chænh löu. . Ñaûm baûo cho nguoàn vaø boä chænh löu chæ quan heä vôùi nhau veà töø maø khoâng quan heä tröïc tieáp veà ñieän neân baûo veä vaø ñieàu chænh boä chænh löu ñöôïc deã daøng hôn. - T1, T2, T3: Caùc tiristor, bieán ñieän aùp xoay chieàu U2 thaønh ñieän aùp moät chieàu. - ÑK: Cuoän ñieän khaùng caân baèng. - Ñ: Ñoäng cô ñieän moät chieàu kích töø ñoäc laäp. Ñaây laø thaønh phaàn chuû yeáu, ñoái töôïng caàn ñieàu chænh toác ñoä. - Boä loïc ( Ñ vaø C0 ): Cho nhöõng thaønh phaàn xoay chieàu coøn soùt laïi ñi qua tuï. Laøm cho doøng ñi qua ñoäng cô ít nhaáp nhoâ neân moment ít thay ñoåi, do ñoù toác ñoä ñoäng cô ñöôïc oån ñònh. - BKC: Boä khoáng cheá. Coù nhieäm vuï laøm boä taïo xung, ñeám xung vaø phaân phoái xung ñaët leân caùc cöïc ñieàu khieån cuûa caùc tiristor. I. 1. b Nguyeân lyù hoaït ñoäng vaø daïng soùng: Vôùi sô ñoà nguyeân lyù nhö treân, caùc tiristor ñöôïc noái theo nhoùm katoát chung neân caùc phaàn töû chænh löu coù ñaëc ñieåm nhö sau: - Tirisror daãn ñieän laø tiristor coù anoát ñöôïc noái vôùi ñieän aùp cao nhaát vaø phaûi ñöôïc kích xung ñoàng pha vôùi ñieän aùp cuûa pha ñoù.
- Tiristor naøo daãn ñieän thì noù seõ gaùnh troïn doøng ñieän taûi. - Khi coù moät tiristor daãn ñieän thì hai tiristor coøn laïi seõ khoâng daãn ( neáu ta xeùt boû qua söï chuyeån maïch ). Cheá ñoä laøm vieäc cuûa chænh löu phuï thuoäc vaøo phöông thöùc ñieàu khieån vaø caùc tính chaát cuûa phuï taûi. Trong truyeàn ñoäng ñieän, taûi cuûa chænh löu thöôøng laø cuoän kích töø ( L, R ) vaø maïch phaàn öùng ñoäng cô ( R, L vaø E ). Ñeå ñôn giaûn trong vieäc tìm hieåu nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa heä thoáng chænh löu ba pha hình tia –  ñoäng cô treân ta coù sô u2a thay theá 2c sau: EÑ ñoà u2b u nhö Ud Ld T1 T2 T3    Rd Id   Hình 3. 2 Sô ñoà thay theá heä thoáng chænh löu ba pha hình tia – ñoäng cô. Trong ñoù: - EÑ: Söùc phaûn ñieän ñoäng cuûa ñoäng cô ñieän. - u2a, u2b, u2c: Ñieän aùp thöù caáp cuûa maùy bieán aùp BA. - Rd: Ñieän trôû maïch moät chieàu ( keå caû ñieän trôû daây quaán thöù caáp cuûa maùy bieán aùp ). - Ld: Ñieän caûm maïch moät chieàu. Ñeå tieán haønh ñieàu chænh toác ñoä ñoäng cô, ngöôøi ta thay ñoåi goùc kích  cuûa tiristor seõ thay ñoåi ñöôïc ñieän aùp chænh löu, laøm cho ñieän aùp ñaët leân phaàn öùng ñoäng cô thay ñoåi. Xeùt hai tröôøng hôïp:
* Khi  = 0: Ta kích tiristor taïi thôøi ñieåm chuyeån maïch töï nhieân laøm cho ñieän aùp ra trung bình laø cöïc ñaïi: Ud0 = Udmax m  U d 0  U d max cos   2U 2 f Sin ( 3. 1 )  m Trong ñoù: - Ud0: Ñieän aùp chænh löu taïi thôøi ñieåm  = 0. - m: Soá pha cuûa chænh löu ( m = 3 ). - U2f: Ñieän aùp pha thöù caáp maùy bieán aùp. * Khi   0: Ud = Udmaxcos m  Ud  2U 2 f sin cos  ( 3. 2 )  m - Khi 0 <  < 300: Doøng chænh löu seõ lieân tuïc vaø coù sô ñoà daïng soùng nhö sau:
Hình 3. 3 Ñoà thò ñieän aùp ngoõ ra cuûa boä chænh löu vaø ñieän aùp ngöôïc ñaët leân tiristor T1. Trong khoaûng thôøi gian O1O2 ñieän aùp ra Ua coù giaù trò lôùn nhaát, ñoàng thôøi taïi thôøi ñieåm O1 kích xung cho T1. T1 nhaän xung kích neân daãn ñieän, môû cho doøng ñieän chaïy qua coøn hai van T2 vaø T3 bò khoùa. Sau thôøi ñieåm O2 trôû ñi Ub coù giaù trò lôùn nhaát. Taïi O2, kích xung cho T2 neân T2 daãn. Luùc naøy ta coù Ua < Ub neân anoát cuûa T1 coù ñieän theá thaáp hôn so vôùi katoát cuûa noù, do ñoù T1 bò khoùa. Töông töï, taïi thôøi ñieåm O3, T3 daãn coøn T1 vaø T2 bò khoùa. Nhö vaäy moãi tiristor seõ cho doøng chaïy qua noù trong khoaûng thôøi gian 1200 ñieän vaø giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp chænh löu tiristor:  2   6 3 3 3 6 Ud  2   2U 2 sin d  2 U 2 cos  ( 3. 3 )  6 Ñieän aùp ngöôïc ñaët leân moãi tiristor laø hieäu soá ñieän theá giöõa anoát vaø katoát cuûa tiristor ñoù:
. Khi T2 daãn:  ( 3. 4 ) U ngT 1  U b  U a  6U 2 cos(  ) 3 . Khi T3 daãn: 2 U ngT 1  U c  U a  6U 2 cos(  ) ( 3. 5 ) 3 Ñieåm cöïc trò cuûa ñieän aùp ngöôïc ñaët leân T1 laø: 4 U ngT 1  6U 2 khi  3 11 U ngT 1  6U 2 khi  3 Doøng ñieän chænh löu ñöôïc san baèng coù giaù trò: Ud Id  ( 3. 6 ) Rd  X d 2 3 1 Id ( 3. 7 ) I dtb  2 I 0 d d  3 Giaù trò trung bình cuûa doøng ñieän chaïy qua moãi tiristor laø: - Khi 300 <  < 900: Ñieän aùp ra töùc thôøi seõ aâm trong moät soá khoaûng:
Hình 3. 4 Ñoà thò ñieän aùp ra cuûa boä chænh löu khi 300 <  < 900. - Khi  = 900: Ñieän aùp ra trung bình Udtb = 0. - Khi  > 900: Daïng soùng ra cuûa ñieän aùp chænh löu coù daïng nhö sau: Hình 3. 5 Daïng soùng ñieän aùp ra cuûa boä chænh löu khi  > 900. Ta nhaän thaáy: Trong khoaûng 0 <  < 900, boä bieán ñoåi laøm vieäc ôû cheá ñoä chænh löu vôùi ñieän aùp Ud > 0. Vaø trong khoaûng 900 <  < 1800, boä bieán ñoåi laøm vieäc ôû cheá ñoä nghòch löu vôùi Ud < 0. Moái quan heä giöõa UdUd f (  ) cuûa boä chænh löu tiristor ñöôïc = bieåu dieãn nhö sau: Ud0 CL /2   0 NL - Ud0 Hình 3. 6 Ñaëc tính ñieàu chænh Ud = f ( ).