Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 12 Chương II : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU § 2.1. Phương pháp chỉnh lưu . 2.1.1.Chỉnh lưu cầu một pha đối xứng tải R_L tổng quát . 2.1.1.1.Sơ đồ nguyên lý. T1T4 T2 T3 i1 i2 id LdRd H×nh2.1: ChØnh l−u cÇu mét pha ®èi xøng t¶i R-L 2.1.1.2.Nguyên lý làm việc . 0 t Π Π 2 U 2 Chng II : iu chnh tc ng c in mt chiu Sinh viờn : V Quang Tin - Lp CTH3 - K47 13 t2 2 t1 i d U d 0 t 0 t I d i T1,3 I d 0 t i T2,4 I d t i 1 = i 2 I d - I d I d 0 t 0 2 2U t U ng T1 Hình 2.2: Đồ thị dạng điện áp ra chỉnh lu cầu một pha tải R-L Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 14 - Nửa chu kỳ đầu t = 0 ÷ Π thì T 1 , T 2 thoả mãn điều kiện cần để dẫn dòng điện .Tại thời điểm t = t 1 đưa xung nên cực điều khiển để mở T 1, T 2 đT 1, T 2 dẫn khi đó điện áp tải U d = U 2 ,đến thời điểm t =Π thì U 2 đổi dấu nhưng do tải trở cảm nên điện cảm tiếp tục cấp dòng duy trì theo chiều cũ nên T 1 ,T 2 vẫn dẫn cho đến thời điểm t = t 2 khi đưa xung nên cực điều khiển mở T 3 ,T 4 ,khi đó T 1 ,T 2 bị khoá cưỡng bức còn T 3 , T 4 sẽ dẫn dòng. Và T 3 ,T 4 dẫn cho đến khi đưa xung nên cực điều khiển mở T 1 ,T 2 và điện áp trên tải U d = U 2 . - Đồ thị dạng điện áp tải như hình vẽ . - Vì tải trở cảm nên dòng điện tải I d được san phẳng . - Dạng dòng điện i 1 ,i 2 có dạng hình sin chữ nhật như hình vẽ . - U ngT1 có dạng như hình vẽ . - Các công thức tính toán : 22 Π = α cosU d 2 U Z d U d = I d I d 2 I T = 1 2U ngT = U 2 2.1.2.Chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng . 2.1.2.1.Sơ đồ mắc catốt chung . 2.1.2.1.1.Sơ đồ nguyên lý . Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 15 T1 D2 D1 T2 i1 i2 id LdRd H×nh2.3: CÇu kh«ng ®èi xøng t¶i R-L m¾c catèt chung U 2 U 1 2.1.2.1.2.Nguyên lý làm việc . Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 16 α t Π U d T 1 T 2 0 t t t t I D2 I D1 I T2 I T1 0 0 0 0 H×nh2.4: §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p ra t 0 i d I d t 1 t 2 Sơ đồ các van Thyristor mắc theo kiểu catốt chung chúng được mở ở các thời điểm góc mở α của nó. Các van điốt chúng luôn mở tự nhiên theo điện áp nguồn . Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 17 - Tại thời điểm t = t 1 cho xung điều khiển vào mở T 1 . Trong khoảng thời gian từ t 1 đến π, Thyristor T 1 và điốt D 2 mở cho dòng chảy qua. Khi U 2 bắt đầu đổi dấu,điốt D 1 mở ngay ,T 1 tự nhiên bị khoá lại,dòng i d = I d chuyển từ T 1 sang D 1 . - Từ thời điểm t = πá(π+α ) thì có điốt D 1 và T 1 cùng dẫn cho dòng chảy qua nên U d = 0 . - Tại thời điểm t = t 2 = (π+α) thì cho xung điều khiển mở T 2 . Dòng tải i d = I d chảy qua điốt D 1 và Thyristor T 2 . Điốt D 2 bị khoá lại . - Trong sơ đồ này ,góc dẫn dòng của Thyristor và điốt là không bằng nhau . Góc dẫn dòng của điốt là λ D = (0 ÷ π ) , còn góc dẫn dòng của Thyristor là λ T = (α ÷ π +α) . Như vậy ở sơ đồ này có hai đoạn dẫn của của hai nhóm van T 1 ,D 1 và T 2 ,D 2 do đó ở những đoạn này tải bị ngắn mạch nên U d = 0. Như vậy dòng i d vẫn liên tục, song dòng i 2 lại đứt đoạn do dòng i d chảy qua hai van điốt thẳng hàng mà không về nguôn. Điều này sẽ có lợi về năng lượng vì năng lượng không bị trả về nguôn mà giữ lại trong tải . - Trị trung bình điện áp tải : 2 cos1 α + U d = 0.9U 2 - Trị trung bình dòng điện tải: I d = Rd Ud . - Trị trung bình dòng điện qua Thyristor là: I T = 2 d I . 2.1.2.2.Sơ đồ thyristor mắc thẳng hàng . 2.1.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý . Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 18 T 1 T 2 D 1 D 2 i1 i2 id LdRd H×nh2.5: CÇu kh«ng ®èi xøng t¶i R-L thyristor m¾c th¼ng hμng 2.1.2.2.1.Nguyên lý làm việc . Trong sơ đồ này các điôt D 1 ,D 2 vẫn mở tự nhiên ở nửa đầu các chu kỳ: D 1 mở khi U 2 âm; D 2 mở khi U 2 dương. Các Thyristor mở theo góc mở α.Tuy nhiên các van khoá theo nhóm :D 1 dẫn sẽ làm T 1 khoá,T 1 dẫn thì D 1 bị khoá . Tương tự D 2 dẫn thì T 2 khoá và ngược lại,T 2 dẫn thì D 2 khoá . - Tại thời điểm t =t 1 cho xung điều khiển mở Thyristor T 1 . Trong khoảng thời gian từ t 1 ÷ π , Thyristor T 1 và điốt D 2 cho dòng chảy qua. Khi U 2 bắt đầu đổi dấu, điốt D 1 mở ngay làm cho Thyristor T 1 tự nhiên bị khoá lại, dòng i d = I d chuyển từ T 1 sang D 1 . Điốt D 1 và D 2 cùng cho dòng chảy qua,U d = 0 . - Trong khoảng π á (π+α) thì điốt D 1 ,D 2 dẫn . Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 19 - Tại thời điểm t = t 2 = (π + α) cho xung điều khiển mở T 2 . Dòng tải i d = I d chảy qua điốt D 1 và T 2 . Điốt D 2 bị khoá lại. Như vậy từ thời điểm t = (π+α) á 2π thì T 2 ,D 1 cùng dẫn, T 1 dẫn làm D 2 khoá U d = - U 2 . - Trong sơ đồ này ta thấy góc dẫn dòng của Thyristor và của điốt không bằng nhau. Góc dẫn của điốt là λ D = (π + α) , còn góc dẫn của Thyristor là λ T = (π - α) . Trong khoảng thời gian t = π á (π+α) thì chỉ có điốt D 1 ,D 2 dẫn dòng, tải bị ngắn mạch nên ở các đoạn này điện áp tải U d = 0 . - Dạng điện áp U d như hình vẽ ,đồ thị dẫn của van cho thấy chúng dẫn không bằng nhau : + Thyristor dẫn trong khoảng (π - α) . + Điốt dẫn trong khoảng (π + α) . - Trị trung bình điện áp tải : 2 cos1 α + U d = 0.9U 2 - Trị trung bình của dòng điện tải : I d = Rd Ud - Trị trung bình dòng điện qua van là : I T = π 2 1 ∫ π α I d dθ = π απ 2 − I d ; I D = π 2 1 ∫ + απ 0 I d dθ = π απ 2 + I d ; Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 20 α t t t t t 0 0 U d I D1 I D2 I T2 I T1 0 0 0 H×nh2.6: §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p ra t 1 t 2 Chương II : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Sinh viên : Vũ Quang Tiến - Lớp CĐTĐH3 - K47 21 § 2.2. Phương pháp xung áp . 2.2.1.Định nghĩa bộ điều chỉnh xung áp một chiều . Bộ điều chỉnh xung áp một chiều dùng để biến đổi điện áp một chiều cố định thành các mức điện áp một chiều khác nhau cấp ra phụ tải. Tuỳ theo nhịp độ đóng - cắt mà có thể điều chỉnh công xuất nguồn cấp ra phụ tải. Bộ điều chỉnh xung áp còn gọi là bộ biến đổi một chiều - một chiều hay bộ băm điện áp một chiều. 2.2.2.Bộ điều chỉnh xung áp một chiều . 2.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý . T Do ON OFF H×nh 2.7: Bé ®iÒu chØnh xung ¸p mét chiÒu. + - U 2.2.2.2.Nguyên lý làm việc . - Khi bộ khoá đóng thì tải được cấp nguồn, khi bộ khoá cắt thì tải bị ngắt khỏi nguồn. Nếu thời gian đóng là t t ,thời gian cắt là t K thì chu kỳ đóng cắt là : T = t t + t K . - Điện áp, cấp cho phụ tải sẽ không liên tục mà có dạng một chuỗi xung điện áp chữ nhật . - Giá trị trung bình của điện áp cấp cho phụ tải sẽ là : T U t dt U T U ng t T ng T == ∫ 0 1 Nếu đặt δ = T t t , gọi là hệ số lấp đầy xung thì : U d = δU ng . [...]... áp một chiều đảo chiều điện áp dùng 2 khoá điện tử 2.2.4.2.Nguyờn lý lm vic C hai b khoỏ iu khin thụng khoỏ ng thi nờn u ra ca K1 qua ti s l s l u vo ca K3 Utb = U (1 )U = U ( 2 1) 1 2 1 Utb< 0 khi < 2 1 Utb = 0 khi = 2 Vy : Utb > 0 khi > in ỏp ra ph ti s b o du Sinh viờn : V Quang Tin - Lp CTH3 - K47 24 Chng II : iu chnh tc ng c in mt chiu Ut Utb t 0 t1 t2 I t 0 Hình2.11: Đồ thị dạng điện. .. ra 2.2.5.B iu chnh xung in ỏp mt chiu o chiu c in ỏp v dũng in 2.2.5.1.S nguyờn lý + OFF D1 K1 K2 ON ON D2 Pt U=const D4 OFF K4 - OFF ON OFF ON D3 K3 Hình2.12: Bộ điều chỉnh xung áp một chiều đảo chiều điện áp v dòng điện 2.2.5.2.Nguyờn lý lm vic - Vic iu khin thụng khoỏ ca cỏc khoỏ in t cú th theo cỏc phng phỏp sau : + iu khin i xng: Nhúm khoỏ in t K1, K3 cựng thụng trong thi gian t1 thỡ nhúm khoỏ... ng chnh lu - ng c mt chiu 2.3.2.1.S nguyờn lý Sinh viờn : V Quang Tin - Lp CTH3 - K47 26 Chng II : iu chnh tc ng c in mt chiu i1 T4 T1 i2 T2 T3 Rf Đ CK Rf U kt - + Hình2.13: Hệ truyền động chỉnh lu - động cơ một chiều (T-Đ) Dũng in chnh lu Id chớnh l dũng in phn ng ng c in Phng trỡnh c tớnh c ca h T- l : = R E d0 cos M ( K Đ)2 K Đ Trong ú Ru l tng tr ton mch phn ng ng c - Gúc m cng ln thỡ... + Thay i c tt v T (phng phỏp iu chnh thi gian xung) do ú thay i : tng thỡ Ut tng 2.2.3.B iu chnh xung in ỏp mt chiu ni tip 2.2.3.1.S nguyờn lý + U OFF ON Do PT Hình 2.8: Bộ điều chỉnh xung áp một chiều nối tiếp 2.2.3.2.Nguyờn lý hot ng Ngun cp t mt in ỏp U gn nh khụng i lờn ti B khoỏ iờn t mt hng - Khi cú xung m vo cc ON thỡ s cho dũng iu qua ti trong thi gian tt - Khi cú xung khoỏ vo cc OFF... ln hoc ti l thun tr thỡ dũng in l giỏn on - Khi ti cú sc in ng (loi R+L+E) thỡ dũng in trung bỡnh qua ti l : Itb = Utb - E0 U - E0 = R R Ut Utb t 0 tt tK iu t 0 i DO t it i tb t 0 Hình2.9: Đồ thị dạng điện áp ra Sinh viờn : V Quang Tin - Lp CTH3 - K47 23 Chng II : iu chnh tc ng c in mt chiu - Nu ph ti l ng c in mt chiu kớch t c lp thỡ do Utb=U nờn ta cú phng trỡnh c tớnh c ca ng c khi s dng b iu chnh... bin c nng ca ti thnh in nng xoay chiốu tr v li in + th c tớnh c : Sinh viờn : V Quang Tin - Lp CTH3 - K47 28 Chng II : iu chnh tc ng c in mt chiu =0 M 0 = /2 Giới hạn max Hình2.14: Đồ thị đặc tính cơ hệ T-Đ 2.3.2.3.Ch dũng in giỏn on - c tớnh c l cỏc on cong nột lin rt dc sỏt trc tung ( hỡnh 22) H thng khụng th lm vic n nh trong vựng dũng in giỏn on - Trong thc t tớnh toỏn h T- ch cn xỏc nh . xung áp một chiều . § 2.3. Hệ truyền động chỉnh lưu -động cơ một chiều . 2.3.1.Giới thiệu chung . - Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động động cơ một chiều. chỉnh xung áp còn gọi là bộ biến đổi một chiều - một chiều hay bộ băm điện áp một chiều. 2.2.2.Bộ điều chỉnh xung áp một chiều . 2.2.2.1.Sơ đồ nguyên lý .