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 13

Chia sẻ: Tran Van Duong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

653
lượt xem 291
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

điện áp một chiều được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền động điện. Điện áp một chiều này được chuyển đổi ở các mức độ khác nhau tùy theo yêu cầu của hệ thống. Điện áp một chiều được thay đổi qua các phương pháp biến đổi như sau: - Phương pháp điều chỉnh bằng biến trở. - Phương pháp điều chỉnh bằng máy phát một chiều. - Phương pháp dùng bộ biến đổi có khâu trung gian xoay chiều. - Phương pháp dùng bộ băm ( Chopper ). So với các phương pháp trên thì bộ...

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 13

Chương 13: HEÄ THOÁNG BAÊM – ÑOÄNG CÔ Trong coâng nghieäp, ñieän aùp moät chieàu ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc heä thoáng truyeàn ñoäng ñieän. Ñieän aùp moät chieàu naøy ñöôïc chuyeån ñoåi ôû caùc möùc ñoä khaùc nhau tuøy theo yeâu caàu cuûa heä thoáng. Ñieän aùp moät chieàu ñöôïc thay ñoåi qua caùc phöông phaùp bieán ñoåi nhö sau: - Phöông phaùp ñieàu chænh baèng bieán trôû. - Phöông phaùp ñieàu chænh baèng maùy phaùt moät chieàu. - Phöông phaùp duøng boä bieán ñoåi coù khaâu trung gian xoay chieàu. - Phöông phaùp duøng boä baêm ( Chopper ). So vôùi caùc phöông phaùp treân thì boä baêm laø moät phöông phaùp môùi. ÖÙng duïng cuûa caùc thieát bò tiristor coâng suaát lôùn ra ñôøi trong ngaønh ñieän töû coâng suaát. Ñaõ goùp phaàn taïo ra caùc boä chuyeån maïch nhaèm thöïc hieän vieäc chuyeån ñoåi ñieän aùp moät chieàu vôùi hieäu quaû cao, ñoä nhaïy ñaït yeâu caàu kyõ thuaät, ñieàu khieån trôn, chi phí baûo trì thaáp, kích thöôùc nhoû neân dieän tích laép ñaët maùy nhoû. Boä baêm duøng ñeå bieán ñoåi ñieän aùp moät chieàu khoâng ñoåi U thaønh caùc xung moät chieàu coù trò soá trung bình bieán ñoåi Utb. Utb coù theå ñieàu chænh ñöôïc töø baèng 0 ñeán lôùn nhaát, baèng chính ñieän aùp nguoàn cung caáp cho boä baêm. ÖÙng duïng quan troïng nhaát cuûa boä baêm laø ñieàu chænh toác ñoä cuûa ñoäng cô moät chieàu trong coâng nghieäp vaø giao thoâng vaän taûi. Bôûi vì vieäc söû duïng boä baêm hoaøn toaøn thích hôïp, tieát kieäm ñöôïc naêng löôïng, kinh teá vaø hieäu quaû cao, ñoàng thôøi ñaûm baûo ñöôïc traïng thaùi haõm taùi sinh cuûa ñoäng cô.
Coù ba daïng boä baêm: boä baêm noái tieáp, boä baêm song song, boä baêm ñaûo doøng. II. 1 Boä baêm noái tieáp: II. 1. a Nguyeân lyù hoaït ñoäng: Sô ñoà nguyeân lyù cuûa heä thoáng ñöôïc bieåu dieãn nhö sau: VS1 Id +      (-) + Rd C (+) - VS2   D0 Ld U DC  LC Ud  E ID0 -   Hình 3. 25 Sô ñoà nguyeân lyù cuûa boä baêm noái tieáp. Trong ñoù: - VS1: Laø tiristor chính. - VS2: Laø tiristor phuï, duøng ñeå ngaét boä baêm. - Lc, Dc, C: Laø caùc phaàn töû chuyeån maïch, taïo maïch naïp cho tuï C. - D0: Diode hoaøn naêng löôïng, duy trì doøng qua taûi khi boä baêm ngaét. Boä baêm noái tieáp laø moät khoùa ñieän S baèng tiristor ñöôïc ñieàu khieån ñoùng môû trong heä thoáng moät caùch chu kyø. Khi S ñoùng thì ñieän aùp ngoû ra treân taûi Ud = U coøn khi S môû thì Ud = 0.
Giaû söû ôû traïng thaùi ban ñaàu VS1 vaø VS2 ñeàu bò khoùa, tuï C ñöôïc naïp ñaày vôùi baûn cöïc döông ôû phía treân nhö ghi chuù trong hình ( 3. 25 ). Cho xung ñieàu khieån kích tiristor chính VS1, VS1 môû, doøng ñieän töø cöïc döông cuûa nguoàn U chaïy qua VS1 vaøo maïch phuï taûi ( R, L, E ) roài trôû veà cöïc aâm cuûa nguoàn U. Ñoàng thôøi tuï C seõ phoùng ñieän theo voøng: VS1-Lc-Dc-C vaø tuï C ñöôïc naïp ñieän theo chieàu ngöôïc laïi. Ñieän aùp ra treân taûi Ud = U. Khi cho xung ñieàu khieån kích tiristor phuï VS2, VS2 môû, ñaët ñieän aùp giöõa hai baûn cöïc cuûa tuï C leân VS1 laøm cho VS1 bò khoùa laïi. Luùc naøy ñieän aùp ra treân taûi Ud = 0. Thay ñoåi tyû soá thôøi gian ñoùng vaø thôøi gian ngaét cuûa VS1 seõ ñieàu chænh ñöôïc giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp ra treân taûi. Goïi T laø chu kyø cuûa boä baêm, T = Tñg + Tng. Trong ñoù: - Tñg = T laø thôøi gian ñoùng maïch cuûa VS1. - Tng = T - Tñg laø thôøi gian ngaét maïch. -  = Tñg/T laø tyû soá ñoùng cuûa chu kyø. Giaù trò trung bình cuûa ñieän aùp ra treân taûi: 1 T Tdg U tb  T0Udt  T U  U ( 3. 44 ) Khi ta thay ñoåi tyû soá ñoùng  thì coù theå ñieàu chænh ñöôïc Utb. Coù hai caùch ñeå thay ñoåi : - Giöõ coá ñònh chu kyø xung T ( taàn soá coá ñònh ), thay ñoåi thôøi gian ñoùng maïch Tñg cuûa boä baêm. Phöông phaùp naøy ñöôïc goïi laø phöông phaùp ñieàu khieån ñoä roäng xung. - Giöõ coá ñònh thôøi gian ñoùng maïch Tñg, thay ñoåi chu kyø cuûa boä baêm T ( taàn soá bieán thieân ). Phöông phaùp naøy ñöôïc goïi laø phöông phaùp ñieàu taàn. Khi  = 0 töùc laø Tñg = 0 ta coù Utb = 0, boä baêm thöôøng xuyeân ngaét maïch, n = 0.
Khi  = 1 töùc laø Tñg = T ta coù Utb = U, boä baêm thöôøng xuyeân ñoùng maïch, n = nmax. Trong heä thoáng, thôøi gian ñoùng maïch Tñg coù theå ñieàu chænh tuøy theo yù muoán nhöng Tñg khoâng theå nhoû hôn moät nöõa chu kyø cuûa maïch dao ñoäng LC, töùc laø phaûi ñaûm baûo:
L Tdg   C Ta coù sô ñoà bieåu dieãn ñieän aùp ra treân taûi Ud nhö sau: Ud U Utb t 0 Tñg Tng T Hình 3. 26 Sô ñoà bieåu dieãn ñoà thò ñieän aùp ngoõ ra treân taûi Ud. Xeùt quaù trình dao ñoäng cuûa doøng taûi: Trong khoaûng thôøi gian 0 < T < Tñg khoùa S ñoùng ñieän. Ñieän aùp ra treân taûi Ud = U, doøng ñieän taûi I taêng töø giaù trò nhoû nhaát Imin ñeán giaù trò di R U  E  i dt L L lôùn nhaát Imax. Bieåu thöùc I ñöôïc xaùc ñònh baèng caùch giaûi phöông trình cuûa maïch ñieän khi S ñoùng: Bieåu thöùc toång quaùt cuûa doøng ñieän seõ laø: R ( )t U E i  K 1l L  ( 3. 45 ) R Taïi thôøi ñieåm t = 0 thì: U E U E i  I min  K1   K1  I min  R R Thay giaù trò K1 vaøo ( 3. 45 ) ta ñöôïc: R U  E  t U  E i  ( I min  )e L  ( 3. 46 ) R R Khi t = Tñg ta coù trò soá lôùn nhaát cuûa doøng ñieän: R U  E  L Tdg U  E I max  ( I min  )e  R R R R U E  T dg  T dg  I max  (1  e L )  I min e L ( 3. 47 ) R
Ta nhaän thaáy trong giai ñoaïn S ñoùng thì doøng ñieän taûi I taêng töø trò soá Imin ñeán Imax theo qui luaät cuûa haøm soá muõ. Lyù luaän töông töï, xeùt trong khoaûng thôøi gian Tñg < t < T, S ngaét ñieän, ñieän aùp ra treân taûi Ud = 0 thì doøng ñieän treân taûi I giaûm theo haøm muõ vaø khi t = T thì ñaït giaù trò Imin.
(T Tdg ) E  E I min  ( I max  )e Tu  R U ( 3. 48 ) Tdg  1 U e Tu E  I max  ( Tdg ) ( 3. 49 ) R T R e u 1 Trong ñoù: Tö = L/R. Khi S ñoùng lieân tuïc Tñg = T thì: i = I = Imax = Imin = ( U - E )/R ( 3. 50 ) Neáu Tñg cuûa khoùa S giaûm nhoû ñeán giaù trò tôùi haïn Tñggh thì Imin = 0. Luùc naøy heä thoáng seõ laøm vieäc ôû bieân giôùi chuyeån töø cheá ñoä doøng ñieän lieân tuïc sang cheá ñoä doøng ñieän giaùn ñoaïn. Ta coù ñoà thò ñieän aùp, doøng ñieän ôû cheá ñoä lieân tuïc vaø giaùn ñoaïn cuûa boä baêm nhö sau: Ud U Tñg Tng T t 0 I Imax Imin t 0 IS Imax Imin t 0 ID0 Imax
Hình 3. 27 Ñoà thò bieåu dieãn ñieän aùp vaø doøng ñieän ngoõ ra ôû cheá ñoä lieân tuïc vaø giaùn ñoaïn cuûa boä baêm noái tieáp.