THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

L I NÓI UỜ ĐẦ
S bùng n c a ti n b khoa hoc k thu t trong các l nh v c, đi n , ự ỏ ủ ế ộ ỷ ậ ĩ ự ệ
đi n t tin h c trong nh ng n m g n đây đ nh h ng c v lý thuy t ệ ử ọ ữ ă ầ ả ưở ả ề ế
l n th c t trong các l nh v c khác nhau. t bi t trong l nh v c đi u ẫ ự ế ĩ ự Đặ ệ ĩ ự ề
khi n t đ ng, các dây chuy n khép khín ra đ i và trong l nh v c đi u ể ự ộ ề ờ ĩ ự ề
khi n đ ng c .ể ộ ơ
i u khi n đ ng c đi n m t chi u là m t l nh v c không m i, có Đ ề ể ộ ơ ệ ộ ề ộ ĩ ự ớ
r t nhi u ph ng pháp đi u khi n. Trong gi i h n đ án môn h c, v n ấ ề ươ ề ể ớ ạ ồ ọ ậ
d ng linh ki n đi n t , và các s đ đi u khi n, em thi t k b đi u ụ ệ ệ ử ơ ồ ề ể ế ế ộ ề
khi n đ ng c đi n m t chi u.ể ộ ơ ệ ộ ề
N i dung thi t k :ộ ế ế
Ch ng 1:ươ T ng quan v đ ng c đi n m t chi u và các ph ngổ ề ộ ơ ệ ộ ề ươ
pháp đi u ch nh t c đ đ ng c đi n m t chi u b ng cách thay đ i đi n áp ề ỉ ố ộ ộ ơ ệ ộ ề ằ ổ ệ
ph n ng.ầ ứ
Ch ng 2:ươ T ng quan v b ch nh l u Tiristor hình c u ba pha.ổ ề ộ ỉ ư ầ
Thi t k s đ nguyên lý h th ng ch nh l u - ng c đi n m t chi uế ế ơ ồ ệ ố ỉ ư Độ ơ ệ ộ ề
không đ o chi u đó.ả ề
Ch ng 3:ươ Tính toán ph n t m ch đ ng l c.ầ ử ạ ộ ự
Ch ng 4:ươ Tính toán ph n t m ch đi u khi n.ầ ử ạ ề ể
Ch ng 5ươ : M ch b o v v k t lu n.ạ ả ệ ế ậ
L nh v c đi u khi n đ ng c khá r ng nên hi u bi t và trình by c a ĩ ự ề ể ộ ơ ộ ể ế ủ
em c n nhi u h n ch kh ng trnh kh i nh ng thi u s t, kính mong cc ị ề ạ ế ơ ỏ ữ ế ĩ
th y, c , v cc b n gip em h n thin h n. hoàn thành đ án, em đ đ c ầ ơ ạ ồ ơ Để ồ ượ
s giúp đ t n tình c a Th y c v cc b n trong l p. t b êt là Th y ự ở ậ ủ ầ ơ ạ ớ Đặ ị ầ
Ngô ình Thnh l gio vin h ng d n cho em.Đ ướ ẫ
Em xin chân thành c m n Th y cô vá các b n.ả ơ ầ ạ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 1

THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
à N ng,2006Đ ẳ

Sinh vin th c hi n ự ệ

LÊ V N D NGĂ Ũ
CH NG I :Ỉ
TNG QUAN V NG C IN MT CHI U KCH T Ì C LP VAÌ PH NGƯ Ư Ỉ Ỉ
PH P I U CHNH TC Ạ Ư
B NG C CH THAY I IN P PH N NG .Ị Ạ Ạ Ư Ỉ
I. NG C I N M T CHI U KÍCH T C L P: ĐỘ Ơ Đ Ệ Ộ Ề Ừ ĐỘ Ậ
1. Ph ng trình đ c tính c :ươ ặ ơ

Ph ng trình cân b ng đi n áp c a m ch ph n ng nh sau ươ ằ ệ ủ ạ ầ ứ ư
U
ư
= E
ư
+ (R
ư
+ R
f
)I
ư
(1-1)
Trong đó U
ư
: đi n áp ph n ng ệ ầ ứ
E
ư

: s c đi n đ ng ph n ngứ ệ ộ ầ ứ
R
ư
, R
f
: đi n tr và đi n tr ph m ch ệ ở ệ ở ụ ạ
I
ư
: dòng đi n m ch ph n ng .ệ ạ ầ ứ
S c đi n đ ng Eứ ệ ộ
ư
c a ph n ng đ ng c theo bi u th c :ủ ầ ứ ộ ơ ể ứ
E
ư
=
πα
2
.NP
.Φω = KΦω (1-2)
Trong đó : P - S đôi c c t chínhố ự ừ
N - S thanh d n tác d ng c a cu n dây ph n ngố ẫ ụ ủ ộ ầ ứ
α - S đôi m ch nhánh song song c a cu n dây ph n ngố ạ ủ ộ ầ ứ
Φ - T thông kích t d i m t c c t Wừ ừ ướ ộ ự ừ
0
ω - T c đ góc rad/ số ộ
T hai bi u th c trên ta có, ph ng trình đ c tính c đi n c a đ ng c :ừ ể ứ ươ ặ ơ ệ ủ ộ ơ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 2
Hình 1-1 : S đ n i dây c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l p ơ ồ ố ủ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ

-

+

-
U
ư
+

U
KT
I
KT
R
KT
R
ư
E
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
ö
föö
I
K
RR
K
U
Φ
+
−
Φ

=
ω
(1-3)
Ph ng trình đ c tính c c a đ ng c :ươ ặ ơ ủ ộ ơ
( )
M
K
RR
K
U
föö
.
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
(1-4)
Nh v y khi thay đ i đi n áp đ t vào ph n ng đ ng c ta đ c h đ c tínhư ậ ổ ệ ặ ầ ứ ộ ơ ượ ọ ặ
c song song v i đ c tính c t nhiên :ơ ớ ặ ơ ự
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 3
Hình 1-2 : t tính c c a đ ng c đi n m t chi u kích t đ c l pĐặ ơ ủ ộ ơ ệ ộ ề ừ ộ ậ
ω
M
cơ
M

đ
t
M
2∆M

∆M

M
cơ
M
đ
t
c tính c nhân t oĐặ ơ ạ
c tính c t nhiênĐặ ơ ự
I
đm
ω
nt
ω
đm

I
ư
ω
0

I
n
m
ω

ω
ω
04
ω
03
ω
02
ω
01
ω
0
M
đm
U
4
U
3
U
2
U
1
M
C
M(I)
Hình 1-3 : c tính c c a đ ng c m t chi u kích t đ c l p khi Đặ ơ ủ ộ ơ ộ ề ừ ộ ậ
gi m áp đ t vào ph n ng đ ng cả ặ ầ ứ ộ ơ
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
2. Kh i đ ng đ ng c m t chi u kích t đ c l p:ở ộ ộ ơ ộ ề ừ ộ ậ
Khi ta có dòng đi n ng n m ch t c là dòng đi n kh i đ ng ban đ u ng đ cệ ắ ạ ứ ệ ở ộ ầ ứ ặ
tính c t nhiên là : Iơ ự

nm
=
ö
ö
R
U
.
Vì R
ư
c a đ ng c có công su t trung bình và l n th ng r t nh : ủ ộ ơ ấ ớ ườ ấ ỏ
R
ư
= ( 0,04÷ 0,05 )
ñm
ñm
I
U
nên I
nm
= ( 20 ÷ 25 ) I
đm

Dòng đi n m máy nh v y không th cho phép v m t chuy n m ch và phátệ ở ư ậ ể ề ặ ể ạ
nóng c a máy đi n c ng nh s t áp trên l i . Nh v y c n ph i gi m nh dòngủ ệ ũ ư ụ ướ ư ậ ầ ả ả ỏ
đi n m máy, đ làm đ c đi u này ta c n ph i gi m nh đi n áp ngu n đ t vào ph nệ ở ể ượ ề ầ ả ả ỏ ệ ồ ặ ầ
ng ho c n i thêm đi n tr ph Rứ ặ ố ệ ở ụ
f
vào m ch ph n ng .ạ ầ ứ
Ph ng pháp th nh t th ng g p trong các h th ng có b bi n đ i đi n áp.ươ ứ ấ ườ ặ ệ ố ộ ế ổ ệ
Ph ng pháp th hai th ng s d ng khi đ ng c đ c n i vào ngu n có đi n áp cươ ứ ườ ử ụ ộ ơ ượ ố ồ ệ ố

đ nh . Ph ng pháp th nh t thích h p v i h th ng truy n đ ng đi n Thyristor -ị ươ ứ ấ ợ ớ ệ ố ề ộ ệ
ng c . Còn đ i v i ph ng pháp th hai đi n tr ph đ c ch n khi Độ ơ ố ớ ươ ứ ệ ở ụ ượ ọ ω = 0 thì :
I
đm
=
( )
ñm
fö
ñm
I
RR
U
5,22
÷≤
+
(1-5)
I =
fö
ñm
RR
EU
+
−
=
fö
ñm
RR
KU
+
Φ−

ω
(1-6)
Do đó momen kh i đ ng s gi m d n , th i gian kh i đ ng s dài h n soở ộ ẽ ả ầ ờ ở ộ ẽ ơ
v i khi kh i đ ng không có Rớ ở ộ
f
. V y mu n đ m b o th i gian kh i đ ng theo yêuậ ố ả ả ờ ở ộ
c u cho tr c thì khi t c đ t ng ta ph i ng n m ch d n đi n tr ph theo t ngầ ướ ố ộ ă ả ắ ạ ầ ệ ở ụ ừ
c p .ấ
3. Các tr ng thái hãm:ạ
Hãm là tr ng thái đ ng c sinh ra moment quay ng c chi u t c đ quay.ạ ộ ơ ượ ề ố ộ
Trong đó các tr ng thái hãm c đ u làm vi c ch đ máy phát, đ ng c m t chi u có baạ ơ ề ệ ở ế ộ ộ ơ ộ ề
tr ng thái hãm:ạ
+ Hãm tái sinh
+ Hãm ng cượ
+ Hãm đ ng n ngộ ă
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 4
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
đây ta ch xét hãm đ ng n ng là tr ng thái hãm mà h th ng Thyristor - ngỞ ỉ ộ ă ạ ệ ố Độ
c th ng dùng.ơ ườ
Hãm đ ng n ng là tr ng thái đ ng c làm vi c nh máy phát đi n mà n ng l ngộ ă ạ ộ ơ ệ ư ệ ă ượ
c h c đã tích lu đ c trong quá trình làm vi c tr c đó bi n thành đi n n ng tiêu tánơ ọ ỹ ượ ệ ướ ế ệ ă
trong m ch d i d ng nhi t.ạ ướ ạ ệ
a.Hãm đ ng n ng kích t đ c l p:ộ ă ừ ộ ậ
Khi đ ng c đang quay mu n hãm đ ng n ng kích t đ c l p ta c t ph nộ ơ ố ộ ă ừ ộ ậ ắ ầ
ng đ ng c kh i l i m t chi u, và đóng vào m t đi n tr hãm, còn m ch kích tứ ộ ơ ỏ ướ ộ ề ộ ệ ở ạ ừ
v n n i v i ngu n c đ t o ẫ ố ớ ồ ũ ể ạ Φ = const.
Dòng đi n hãm ban đ u : ệ ầ
fö

hñ
hñ
RR
E
+
−=Ι
=
fö
hñ
RR
K
+
Φ
−
(1-7)
T ng ng có moment hãm ban đ u: Mươ ứ ầ
hđ
= KΦI
hđ
< 0 (1-8)
Ph ng trình đ c tính c đi n và đ c tính c khi hãm đ ng n ng :ươ ặ ơ ệ ặ ơ ộ ă

h
fö
K
RR
Ι
Φ
+
=

ω
(1-9)
Và
( )
h
fö
M
K
RR
2
Φ
+
=
ω
(1-10)
c ng đ c tính c : Độ ứ ặ ơ
( )
fö
RR
K
+
Φ
−=
2
β

SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 5
M(I)

Hình 1-4 :S đ hãm đ ng n ng kích t đ c l p –ơ ồ ộ ă ừ ộ ậ
a.S đ đi n khi hãm. ;b. c tính c khi hãmơ ồ ệ Đặ ơ
ω
0
0
M
hđ
2
M
hđ
1
.b
1
R
h2
R
h1
M
C
.a
ω
.b
2
.c
1
ω
hđ1
ω
hđ2
.c

2
b

-
+
R
f
U
ư
I
h
a)
E
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
b. Hãm đ ng n ng t kích :ộ ă ự
Nh c đi m c a hãm đ ng n ng kích t đ c l p là n u m t đi n l i thìượ ể ủ ộ ă ừ ộ ậ ế ấ ệ ướ
không th c hi n hãm đ c do cu n dây kích t v n ph i n i v i ngu n . Khi đó Mự ệ ượ ộ ừ ẫ ả ố ớ ồ
h
= KΦI
h
= 0 (do Φ = 0 ). kh c ph c nh c đi m này ng i ta th ng dùng hãmĐể ắ ụ ượ ể ườ ườ
đ ng n ng t kích .ộ ă ự
Hãm đ ng n ng t kích x y ra khi đ ng c đang quay ta c t b cu n kích tộ ă ự ả ộ ơ ắ ỏ ộ ừ
ra kh i l i đ đóng vào m t đi n tr hãm .ỏ ướ ể ộ ệ ở
T s đ nguyên lý : Iừ ơ ồ
ư
= I
h
+I
KT

I
ư
=
hKT
hKT
ö
RR
RR
R
E
+
+
−
*
=
hKT
hKT
ö
RR
RR
R
K
+
+
Φ−
*
ω
(1-11 )
Và ph ng trình đ c tính c :ươ ặ ơ

ω = -
(
)
M
K
RR
RR
R
hKT
hKT
u
.
*
2
Φ
+
+
(1-12)
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 6
Hình 1-5 : S đ hãm đ ng n ng t kích -a) S đ nguyên lý ơ ồ ộ ă ự ơ ồ
-b) c tính c khiĐặ ơ hãm
I
h
I
KT
CKT
E
a.

M
hđ2
M
hđ1
b
1
M(I
)
M
C
a
ω
0
ω
b
2
c
1
ω
hđ1
ω
hđ2
c
2
0
b.
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Trong quá trình hãm t c đ gi m d n , dòng kích t gi m d n và do đó t thôngố ộ ả ầ ừ ả ầ ừ
Φ gi m d n và là hàm s c a t c đ . Vì v y các đ c tính c khi hãm có d ng nhả ầ ố ủ ố ộ ậ ặ ơ ạ ư

đ ng đ c tính không t i c a máy đi n t kích và ườ ặ ả ủ ệ ự Φ tuy n đ c th hi n trên hìnhế ượ ể ệ
(1-5 ).
So v i ph ng pháp hãm ng c , hãm đ ng n ng có hi u qu kém h n khiớ ươ ượ ộ ă ệ ả ơ
chúng có cùng t c đ ban đ u và cùng momen c n . Tuy nhiên hãm đ ng n ng có u đi mố ộ ầ ả ộ ă ư ể
h n v m t n ng l ng đ c bi t là hãm đ ng n ng t kích vì không tiêu th n ngơ ề ặ ă ượ ặ ệ ộ ă ự ụ ă
l ng t l i nên ph ng pháp này có kh n ng hãm khi có s c m t đi n .ượ ừ ướ ươ ả ă ự ố ấ ệ
II. PH NG PHÁP I U CH NH T C NG CƯƠ Đ Ề Ỉ Ố ĐỘ ĐỘ Ơ :
1. Ph ng pháp đi u ch nh t c đ Mươ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i đi n tr ph trongằ ổ ệ ở ụ
m ch ph n ng :ạ ầ ứ

( )
M
K
RR
K
U
föö
.
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
ω = ω
0
- ∆ω

Khi thay đ i Rổ
f
thì ω
0
= const còn ∆ω thay đ i, vì v y ta s đ c các đ ng đ cổ ậ ẽ ượ ườ ặ
tính đi u ch nh có cùng ề ỉ ω
0
và d c d n khi Rố ầ
f
càng l n, v i t i nh nhau thì t c đớ ớ ả ư ố ộ
càng th p .ấ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 7
-

+
U
ư
R
ư
E
C
kt
R
kt
I
kt
I
ư

ω
ω
0
ω
đm
ω
1
ω
2
0
M
M
c
TN
R
f1
R
f2
Hình 1-6:a) S đ đi u ch nh t c đ Mơ ồ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i Rằ ổ
f
.
b) c tính đi u ch nh t c đ MĐặ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i Rằ ổ
f
.
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Nh v y : 0 < Rư ậ
f1
< R
f2
< …… thì ω
đm
> ω
1
> ω
2
> … , nh ng n u ta t ng Rư ế ă
f
đ n m tế ộ
giá tr nào đó thì s làm cho M ị ẽ ≤ M
c
và nh th đ ng c s không quay đ c và đ ng cư ế ộ ơ ẽ ượ ộ ơ
làm vi c ch đ ng n m ch, ệ ở ế ộ ắ ạ ω = 0. T lúc này, ta có thay đ i Rừ ổ
f
thì t c đ v nố ộ ẫ
b ng không, ngh a là không đi u ch nh t c đ đ ng c đ c n a do đó ph ng phápằ ĩ ề ỉ ố ộ ộ ơ ượ ữ ươ
đi u ch nh này là ph ng pháp ề ỉ ươ
đi u ch nh không tri t đề ỉ ệ ể
.
2. Ph ng pháp đi u ch nh t c đ Mươ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i t thôngằ ổ ừ
kích t c a đ ng c .ừ ủ ộ ơ
T ph ng trình đ c tính c t ng quát : ừ ươ ặ ơ ổ
( )
M

K
RR
K
U
fu
u
.
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
ω = ω
0
- ∆ω
Khi thay đ i ổ Φ thì ω
0
và ∆ω đ u thay đ i, vì v y ta s đ c các đ ng đ c tínhề ổ ậ ẽ ượ ườ ặ
đi u ch nh d c d n (đ c ng ề ỉ ố ầ ộ ứ β cáng gi m ) và cao h n đ c tính t nhiên khi ả ơ ặ ự Φ càng
nh , v i t i nh nhau thì t c đ càng cao khi gi m t thông ỏ ớ ả ư ố ộ ả ừ Φ .
Nh v y :ư ậ Φ
đm
> Φ
1
> Φ
2
> … thì ω
đm

< ω
1
< ω
2
< … , nh ng n u gi m ư ế ả Φ quá nhỏ
thì có th làm cho t c đ đông c l n quá gi i h n cho phép, ho c làm cho đi u ki nể ố ộ ơ ớ ớ ạ ặ ề ệ
chuy n m ch b x u đi do dòng ph n ng t ng cao, ho c đ đ m b o chuy nể ạ ị ấ ầ ứ ă ặ ể ả ả ể
m ch bình th ng thì c n ph i gi m dòng ph n ng và nhu v y s làm choạ ườ ầ ả ả ầ ứ ậ ẽ
mômen cho phép trên tr c đ ng c gi m nhanh, d n đ n đ ng c b quá t i.ụ ộ ơ ả ẫ ế ộ ơ ị ả
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 8
Hình 1-7: a) S đ đi u ch nh t c đ Mơ ồ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i ằ ổ Φ.
c tính đi u ch nh t c đ MĐặ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i ằ ổ Φ .
-

+
U
ư
E
C
kt
R
kt
I
kt

I
ư
Φ
a)
ω
ω
0
ω
0đm
ω
01
ω
02
0
M
M
c
M
n2
M
n1
ω
2
ω
1
Φ
1
Φ
2
Φ

đm
b)
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
3. Ph ng pháp đi u ch nh t c đ Mươ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i đi n ápằ ổ ệ
ph n ng c a đ ng c .ầ ứ ủ ộ ơ
T ph ng trình đ c tính c t ng quát: ừ ươ ặ ơ ổ
( )
M
K
RR
K
U
fu
u
.
2
Φ
+
−
Φ
=
ω
ω = ω
0
- ∆ω
Khi thay đ i Uổ
ư
thì ω

0
thay đ i còn ổ ∆ω = const, vì v y ta s đ c các đ ngậ ẽ ượ ườ
đ c tính đi u ch nh song song v i nhau. Nh ng mu n thay đ i Uặ ề ỉ ớ ư ố ổ
ư
thì ph i có bả ộ
ngu n m t chi u thay đ i đ c đi n áp ra, th ng dùng các b bi n đ i.ồ ộ ề ổ ượ ệ ườ ộ ế ổ

Các b bi n đ i có th là :ộ ế ổ ể
B bi n đ i máy đi n :ộ ế ổ ệ
dùng máy phát đi n m t chi u (F),ệ ộ ề
máy đi n khu ch đ i (M K ), ệ ế ạ Đ Đ
B bi n đ i t :ộ ế ổ ừ
khu ch đ i t (K T) m t pha, baế ạ ừ Đ ộ
pha ;
B bi n đ i đi n t – bán d n : ộ ế ổ ệ ử ẫ
các b ch nh l u (CL) dùng tiristor, các b b mộ ỉ ư ộ ă
đi n áp (B A) dùng tiristor , transistor ,…ệ Đ
T ng ng v i vi c s d ng các b bi n đ i mà ta có các h truy n đ ng nhươ ứ ớ ệ ử ụ ộ ế ổ ệ ề ộ ư
sau :
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 9
Hình 1-8: a) S đ đi u ch nh t c đ Mơ ồ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i Uằ ổ
ư
.
c tính đi u ch nh t c đ MĐặ ề ỉ ố ộ Đ
đl
b ng cách thay đ i Uằ ổ

ư
.
a)
b)
+
U
ư
E
I
ư
C
kt
I
kt
BBĐ
ω
ω
0đm
M
M
c
ω
2
ω
1
ω
đm
M
c
-ω

0đm
-U
đmư
U
đmư
U
1ư
< 0
U
1ư
> 0
U
ư
= 0
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
a) H truy n đ ng Máy phát – ng c m t chi u ( F - ).ệ ề ộ Độ ơ ộ ề Đ
b) H truy n đ ng Ch nh l u – ng c m t chi u ( CL – M) hay h (Tệ ề ộ ỉ ư Độ ơ ộ ề Đ ệ
– M).Đ
c) H truy n đ ng Khu ch đ i t – ng c m t chi u ( K T – M).ệ ề ộ ế ạ ừ Độ ơ ộ ề Đ Đ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 10
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
CH NG II:ƯƠ
M CH CH NH L U VÀ TÍNH CH N CÁC PH N TẠ Ỉ Ư Ọ Ầ Ử
TRONG M CH CH NH L UẠ Ỉ Ư
A. S CH NH L U C U 3 PHA CÓ I U KHI N CHO NGƠ ĐỒ Ỉ Ư Ầ Đ Ề Ể ĐỘ
C MƠ Đ
LĐ
.

I. S M CH I N.Ơ ĐỒ Ạ Đ Ệ

M : ng c đi n m t chi u .Đ Độ ơ ệ ộ ề
L
sb
: Là cu n kháng san b ng dùng đ h n ch thành ph n xoay chi u c a dòngộ ằ ể ạ ế ầ ề ủ
đi n ph t i . Ngoài ra nó còn h n ch vùng gián đo n c a b bi n đ i và h n chệ ụ ả ạ ế ạ ủ ộ ế ổ ạ ế
dòng ng n m ch ch y qua sau khi ng n m ch ph t i.ắ ạ ạ ắ ạ ụ ả
II. HO T NG C A S :Ạ ĐỘ Ủ Ơ ĐỒ
1- Van ch nh l u đi u khi n tiristor .ỉ ư ề ể
đi u khi n t c đ đ ng c đi n m t chi u trong h th ng truy n đ ngĐể ề ể ố ộ ộ ơ ệ ộ ề ệ ố ề ộ
đi n thì c n ph i có b bi n đ i.M t trong các b bi n đ i đó là b ch nh l u có đi uệ ầ ả ộ ế ổ ộ ộ ế ổ ộ ỉ ư ề
khi n tiristor.Tiristor dùng đ bi n đ i dòng đi n xoay chi u thành dòng m t chi uể ể ế ổ ệ ề ộ ề
cung c p cho ph n ng c a đ ng c m t chi u,tiristor cho phép dùng các tín hi u cóấ ầ ứ ủ ộ ơ ộ ề ệ
công su t bé đ đi u ch nh nó.ấ ể ề ỉ
So v i các b bi n đ i khác thì b bi n đ i tiristor có nh ng u đi m sau :ớ ộ ế ổ ộ ế ổ ữ ư ể
Tiristor không có quán tính nh b bi n đ i máy phát ,nên h truy n đ ng T-ư ộ ế ổ ệ ề ộ Đ
có quá trình quá đ h p lý h n, không gây n. Ngoài ra nó còn có u đi m là b t đ ngộ ợ ơ ồ ư ể ộ ự ộ
hoá.
Tuy có nhi u u đi m song h truy n đ ng T- không th tránh kh i thi uề ư ể ệ ề ộ Đ ể ỏ ế
sót đó là đi n áp ra c a b ch nh l u có d ng đ p m ch gây t n hao ph , h s côngệ ủ ộ ỉ ư ạ ậ ạ ổ ụ ệ ố
su t th p, kh n ng quá t i không cao b ng h F- . có dòng đi n qua tiristorấ ấ ả ă ả ằ ệ Đ Để ệ
c n có 2 đi u ki n :ầ ề ệ
+ i n áp trên anôt d ng h n catôt .Đ ệ ươ ơ
+ Có xung đ t vào c c đi u khi n đ l n đ m đ c tiristor. ặ ự ề ể ủ ớ ể ở ượ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 11
DM
U

d
T1
T2
T3
T4
T5
T6
U
a
U
b
U
c
L
sb
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Vi c s d ng b bi n đ i này là b truy n đ ng ch nh l u T- mà nguyên lýệ ử ụ ộ ế ổ ộ ề ộ ỉ ư Đ
làm vi c c a nó đ c trình bày d i đây :ệ ủ ượ ướ
2- Nguyên lý làm vi c c a h th ng :ệ ủ ệ ố
a, Nguyên lý làm vi c c a h th ng khi ệ ủ ệ ố α = 0 :



D ng đ ng cong đi n áp các pha bi u di n trên hình v các van làm vi c trongạ ườ ệ ể ễ ẽ ệ
1/3 chu k g i là kho ng d n hay kho ng thông có đ phân áp trên van không l n vàỳ ọ ả ẫ ả ộ ớ
ng n m ch trong ph n còn l i c a chu k . i n áp ra c a b ch nh l u đ c đi uắ ạ ầ ạ ủ ỳ Đ ệ ủ ộ ỉ ư ượ ề
khi n b ng cách đi u khi n th i gian m van.T i m t th i đi m nào đó van nào choể ằ ề ể ờ ở ạ ộ ờ ể
dòng đi n ch y qua thì th anôt c a nó l n h n so v i van khác.ệ ạ ế ủ ớ ơ ớ
Trong kho ng ả θ
1

< θ < θ
2
đi n áp pha có giá tr l n nh t nên van Tệ ị ớ ấ
1
m thìở
U
T1
=0 ,do v y đi n th catot c a Tậ ệ ế ủ
3
và T
5
= U
0
.
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 12
u
θ
θ
1
θ
2
θ
3
2
1
3
4
5

6
u
ab
u
ac
u
bc
u
ba
u
ca
u
d
θ
u
ng
θ
u
ba
u
ca
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Ch nh l u c u lo i này đ t ra v n đ đ i v i vi c kh i đ ng. Các xung m iỉ ư ầ ạ ặ ấ ề ố ớ ệ ở ộ ớ
vào c c đi u khi n đ c cung c p theo th t xác đ nh đ i v i tiristor c a b ch nhự ề ể ượ ấ ứ ự ị ố ớ ủ ộ ỉ
l u c n ph i h p v i ngu n xoay chi u.ư ầ ố ợ ớ ồ ề
Nh ng n u ch dùng m t xung n i thì không có dòng đi n ch y qua, do đó đư ế ỉ ộ ố ệ ạ ể
kh i đ ng b ch nh l u, ngh a là đ có dòng đi n ch y qua c n n i 2 tiristor đ ngở ộ ộ ỉ ư ĩ ể ệ ạ ầ ố ồ
th i . Ví d : ngu n đ c n i thông 2 đi n áp Uờ ụ ồ ượ ố ệ
0
qua đ nh, xung m i qua tiristor Tỉ ớ

1
và T
2
không d n đi n khi Tẫ ệ
1
không đ c n i cùng lúc, vì r ng theo hình sóng c 2ượ ố ằ ả
tiristor cùng d n đi n t i đi m này. Nh v y đ kh i đ ng đ ng c thì b đi uẫ ệ ạ ể ư ậ ể ở ộ ộ ơ ộ ề
khi n ph i t o nên m t xung đ u tiên 60ể ả ạ ộ ầ
0
.M t b ch nh l u làm vi c bình th ngộ ộ ỉ ư ệ ườ
thì xung th hai b nh h ng vì tiristor đã b d n đi n r i.ứ ị ả ưở ị ẫ ệ ồ
S chuy n dòng t van này sang van khác x y ra t i đi m chuy n m ch tự ể ừ ả ạ ể ể ạ ự
nhiên, do đó hình d ng đi n áp ch nh l u là các ch m hình sin c a đi n áp các pha c aạ ệ ỉ ư ỏ ủ ệ ủ
cu n dây th c p máy bi n áp. ng cong đi n áp ch nh l u Uộ ứ ấ ế Đườ ệ ỉ ư
d
đ c minh h a trênượ ọ
hình v 2. D ng đ ng cong dòng đi n ch nh l u Iẽ ạ ườ ệ ỉ ư
d
đ c xây d ng theo Uượ ự
d
, đây
c ng là dòng đi n ch y qua cu n th c p máy bi n áp.ũ ệ ạ ộ ứ ấ ế
T hình v 2 ta thay th catôt c a các van bi n đ i theo các ch m hình sin Uừ ẽ ế ủ ế ổ ỏ
d
(đi nệ
th c c thu n c a t i )còn đi n th anôt c a các van bi n đ i theo hình sin c a cácế ự ậ ủ ả ệ ế ủ ế ổ ủ
đi n áp pha Uệ
a
, U
b

, U
c
. ng cong đi n áp ng c biên pha đ c xác đ nh b ng hi uĐườ ệ ượ ượ ị ằ ệ
đi n áp anôt và catôt c a chính van đó. Uệ ủ
ng
chính là đi n áp dây Uệ
ab
, U
ac
, bi u di n nhể ễ ư
hình 3.
Van T
1
khoá trong kho ng 5ả π/6 <θ <13π/6 ,ta có :

θ
sin2
22
Uu
a
=
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 13
30
0
U
a
U
c

U
b
U
ng
-U
ng
-U
b
-U
c
2
63
0
U
d
u
d
u
π
==
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

)
3
2
sin(2
22
π
θ
−=

Uu
b

)
3
2
sin(2
22
π
θ
−=
Uu
b













−−==−=
3
2
sinsin2

2
π
θθ
fabbang
UUUUUKhi


1=












3
2
-sin-sin
π
θθ
⇒ θ = 4π/3 t ng t Uươ ự
ng
= U
a
- U

b
đ t c c đ i t i ạ ự ạ ạ θ = 5π/3

22max
623 UUU
ng
==
Giá tr c c đ i c a đi n áp ch nh l u xác đ nh b i tích phân đ ng cong đi n ápị ự ạ ủ ệ ỉ ư ị ở ườ ệ
U
d
trong ph m vi góc d n c a van trên hình bên, d ch tr c tung sang g c o’ta có:ạ ẫ ủ ị ụ ố
Khi t i thu n tr thì dòng đi n ch nh l u là Iả ầ ở ệ ỉ ư
d
= U
d
/R
d
có cùng d ng đi n ápạ ệ
ch nh l u. Các thành ph n m t chi u đ u b ng nhau v giá tr có cùng c c tính nênỉ ư ầ ộ ề ề ằ ề ị ự
ch y qua ph t i t o thành dòng ch nh l u, dòng ch y qua m i van trong m t chuạ ụ ả ạ ỉ ư ạ ỗ ộ
k là : Iỳ
T
= I
d
/3 .
b, Khi góc đi u khi n ề ể α ≠ 0 :
Khi đ a xung đi u khi n ch m sau đi m chuy n m ch t nhiên m t góc ư ề ể ậ ể ể ạ ự ộ
α ≠ 0 thì tr s trung bình c a đi n áp ch nh l u xác đ nh theo hình sau :ị ố ủ ệ ỉ ư ị
ây là giá tr trung bình c a đi n áp ch nh l u có vùng đi u khi n Đ ị ủ ệ ỉ ư ề ể α ≤ π/6 ho cặ
α ≥ π/6. Còn tr ng h p ườ ợ α = π/6 thì giá tr trung bình c a đi n áp ch nh l u Uị ủ ệ ỉ ư

d
= U
d0
. Giá tr trung bình c a đi n áp ch nh l u nói chung là ph c t p, nó có ch a thành ph nị ủ ệ ỉ ư ứ ạ ứ ầ
m t chi u và xoay chi u.Vì thành ph n xoay chi u nh h ng x u đ n quá trìnhộ ề ề ầ ề ả ưở ấ ế
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 14
UĐể
ng
đ t giá tr l n nh t thìạ ị ớ ấ
Giá tr c c đ i c a đi n áp ng c là:ị ự ạ ủ ệ ượ
33
π
θ
π
≤≤
−
2
3
3
2
63
cos23
2
6
UUu
d
π
θ

π
π
π
==
∫
−
thì
u
θ
θ
1
θ
2
θ
3
2
1
3
4
5
6
α
αα
π
θθ
π
α
π
α
π

coscos
63
sin2
2
6
2
6
5
6
21 d
UUdUu
===
∫
+
+
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
phát sóng và chuy n m ch c a đ ng c đi n c n ph i h n ch nó b ng cách n i vàoể ạ ủ ộ ơ ệ ầ ả ạ ế ằ ố
m ch ph t i c a b bi n đ i cu n kháng.ạ ụ ả ủ ộ ế ổ ộ
3- S đ bi n đ i làm vi c tr ng thái dòng liên t c :ơ ồ ế ổ ệ ở ạ ụ
Ta có th thay th b ng s đ đ ng tr sau :ể ế ằ ơ ồ ẳ ị
Các ph n t c a s đ :ầ ử ủ ơ ồ
+ V : van lý t ng đ c tr ng cho tính d n đi n theo 1 chi u .ưở ặ ư ẫ ệ ề
+ ∆U
v
: s t áp trên van.Độ ụ
+ R
dt
=R
ab
+ X

ab
là đi n tr đ t tr (m =3).ệ ở ặ ị
+ R
u
: đi n tr ph n ng c a đ ng c .ệ ở ầ ứ ủ ộ ơ
áp d ng đ nh lu t Kisschoff 2 cho s đ đ c tr ta có :ụ ị ậ ơ ồ ặ ị
E
d
= ∆U
v
+ E + (R
dt
+ R
ck
+ R
u
)I
ư
v i Eớ
d
= E
d0
cosα .
E
d0
: là s c đi n đ ng pha th c p máy bi n áp ,t đó ta có :ứ ệ ộ ứ ấ ế ừ
Kθ
đm
.n = E = E
d

- ∆U
v
– (∑R).I
ư
hay n = E/Kθ
đm
= (E
d
- ∆U
v
- (∑R).I
ư
)/ Kθ
đm
V i ớ ∑R = R
dt
+ R
ck
+ R
u

Thay I
ư
= M/ Kθ
đm
vào ta có :

( )
M
K

RR
K
E
n
ufu
d
.
2
Φ
+
−
Φ
=
V y khi b bi n đ i làm vi c ch đ dòng liên t c thì đ c tính c và đ c tínhậ ộ ế ổ ệ ở ế ộ ụ ặ ơ ặ
t c đ c a truy n đ ng đi n là nh ng đo n th ng song song có t c đ do đi n trố ộ ủ ề ộ ệ ữ ạ ẳ ố ộ ệ ở
quy t đ nh. T c đ c a truy n đ ng đi n đ c đi u ch nh b ng cách thay đ i Uế ị ố ộ ủ ề ộ ệ ượ ề ỉ ằ ổ
d
c aủ
b bi n đ i khi ộ ế ổ α bi n đ i t 0 đ n ế ổ ừ ế π/2 .
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 15
E
d
=E
d0
cosα
V
∆U
v

R
dt
R
ck
R
u
U
d
c tính t nhiênĐặ ự
U
đm
U
1
U
2
U
3
M
nm
M
c
N
0
N
01
N
02
N
03
M(I)

ω
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
III – KHÂU CH NH L U :Ỉ Ư
1- Ch c n ng :ứ ă
Kh i ch nh l u đ bi n dòng xoay chi u thành dòng 1 chi u, vì b ch nh l uố ỉ ư ể ế ề ề ộ ỉ ư
c p cho ngh ch l u dòng và ch nh l u m c vào đi n áp xoay chi u 3 pha. Do v y, ấ ị ư ỉ ư ắ ệ ề ậ ở
đây ta s d ng ch nh l u 3 pha hình c u dùng tiristor .ử ụ ỉ ư ầ
S đ ch nh l u :ơ ồ ỉ ư

Ch c n ng c a máy bi n áp: Bi n đ i giá tr đi n áp ngu n cho phù h p v i yêu c uứ ă ủ ế ế ổ ị ệ ồ ợ ớ ầ
c a t i, cách ly ph t i v i l i đi n đ v n hành an toàn, h n ch biên đ dòng ng nủ ả ụ ả ớ ướ ệ ể ậ ạ ế ộ ắ
m ch trong ch nh l u và h n ch t c đ t ng tr ng tiristor.ạ ỉ ư ạ ế ố ộ ă ưở
2-Nguyên lý làm vi cệ :
i n áp các pha th c p máy bi n áp : Đ ệ ứ ấ ế
θ
sin2
22
Uu
a
=

)
3
2
sin(2
22
π
θ
−=
Uu

b

)
3
2
sin(2
22
π
θ
−=
Uu
b


SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 16
I
d
T1
T2
T3
T4
T5
T6
U
a
U
b
U

c
L
c
R
U
d
T1
T2
T3
T4
T5
T6
L
c
R
U
a
U
b
U
c
L
c
L
c
L
c
u
θ
θ

1
θ
2
θ
3
2
1
3
4
5
6
α
U
d
T1
T2
T3
T4
T5
T6
U
a
U
b
U
c
Z
L
sb
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

Góc m ở α đ c tính t giao đi m c a các n a hình sin. ượ ừ ể ủ ử
Gi thi t Tả ế
5
và T
6
đang cho dòng đi n ch y qua Vệ ạ
F
= U
2c
, V
G
= U
2b
Khi θ = θ
1
= π/6 + α cho xung đi u khi n m Tề ể ở
1
.Tiristor này m vì uở
2a
>0.
S m c a Tự ở ủ
1
làm cho T
5
b khoá l i m t cách t nhiên vì uị ạ ộ ự
2a
>u
2c
.Lúc này T
6

và T
1
cho
dòng ch y qua. i n áp trên t i: uạ Đ ệ ả
d
= u
ab
= u
2a
– u
2b
.
Khi θ = θ
2
= 3π/6 + α cho xung đi u khi n m Tề ể ở
2
.Tiristor này m vì khi Tở
6
d n dòng, nó đ t uẫ ặ
2b
lên anôt T
2
mà u
2b
> u
2c
.S m c a Tự ở ủ
2
làm cho T
6

b khoá l i m tị ạ ộ
cách t nhiên vì uự
2b
> u
2c
.
Các xung i u khi n l ch nhau đ ề ể ệ π/3 c l n l c c a n c cđượ ầ ượ đượ đư đế ự
i u khi n c a các tiristor theo th t 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1,…đ ề ể ủ ứ ự
Trong m i nhóm , khi m t tiristor m , nó s khoá ngay tiristor d n dòng tr cỗ ộ ở ẽ ẫ ướ
nó, xem tóm t t trong b ng :ắ ả
Th i đi mờ ể Mở Khoá
θ
1
= π/6 + α T
1
T
5
θ
2
= 3π/6 + α T
2
T
6
θ
3
= 5π/6 + α T
3
T
1
θ

4
= 7π/6 + α T
4
T
2
θ
5
= 9π/6 + α T
5
T
3
θ
6
= 11π/6 + α T
6
T
4
• Tr trung bình c a đi n áp trên t i ị ủ ệ ả
ng bao phía trên bi u di n đi n th c a đi m F là vĐườ ể ễ ệ ế ủ ể
F
. ng bao phíaĐườ
d i bi u di n đi n th c a đi m G là vướ ể ễ ệ ế ủ ể
G
.
i n áp trên m ch t i là uĐ ệ ạ ả
d
= v
F
- v
G

là kho ng cách th ng đ ng gi a 2 đ ngả ẳ ứ ữ ườ
bao :

α
π
θθ
π
α
π
α
π
cos
63
.sin2
2
6
2
6
5
6
2
U
dUU
d
==
∫
+
+
IV . KHÂU L CỌ :
i n áp ch nh l u là đ ng cong ghép b i nhi u đo n hình sin, rõ ràng đi n áp đóĐ ệ ỉ ư ườ ở ề ạ ệ

không thu n m t chi u. Tr c h t ta đánh giá chung c a nó, sau đó phân tích sóng hàiầ ộ ề ướ ế ủ
b c cao ch a đ ng trong nó và cu i cùng đ a ra nh ng bi u th c tính toán b l c :ậ ứ ự ố ư ữ ể ứ ộ ọ
1-Các thành ph n c a đi n áp ch nh l u :ầ ủ ệ ỉ ư
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 17
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Ta có th coi đi n áp ch nh l u ch a 2 thành ph n m t chi u Uể ệ ỉ ư ứ ầ ộ ề
d
và xoay
chi u Uề
2
.
+ i v i thành ph n m t chi u ta có : Đố ớ ầ ộ ề

α
cos
0dd
Uu
=
Gi s thành ph n xoay chi u có hi u d ng Uả ử ầ ề ệ ụ
2
và giá tr hi u d ng chungị ệ ụ
c a đi n áp ch nh l u Uủ ệ ỉ ư
d
.
2
2
2
UUU

dhd
+=
(1)
M t khác t đ ng cong Uặ ừ ườ
d
ta có th xác đ nh đ c giá tr hi u d ng :ể ị ượ ị ệ ụ







+==
∫
α cos2
m
2π
sin
2π
m
1
2
1
U2θ .dU
2
1
U
0
2π

α
dhd

v i m là s l n đ p m ch .ớ ố ầ ậ ạ
S đ c u 3 pha có m = 6 t (1) ta suy ra ơ ồ ầ ừ
22
2 dhd
UUU
−=

2- Các sóng hài b c cao c a đi n áp ch nh l u : ậ ủ ệ ỉ ư
Ta tri n khai Uể
d
theo chu i Fourierỗ
θα
kbkauu
k
n
k
kdd
sincos
1
0
++=
∑
=
Trong đó :
2
63
uu

d
π
=


∫
=
π
θθ
π
2
0
cos
1
dkua
dk
,
∫
=
π
θθ
π
2
0
sin
1
dkub
dk
k : là s th t c a sóng hài.ố ứ ự ủ
Biên đ c a sóng hài b c cao đi n áp ch nh l u ộ ủ ậ ệ ỉ ư

22
kkkm
bau
=
thay vào bi u th c trên quan h : ể ứ ệ
( )






−+=+=
m
uuu
d
π
αθαθ
cos2sin2
22
R i l y tích phân đó và bi n đ i các bi u th c ta đ c :ồ ấ ế ổ ể ứ ượ

222
22
0
1
1
cos2
α

α
tgmk
mk
u
u
d
km
+
−
=

22
2
0
6
361
136
cos2
α
α
tgk
k
u
u
d
k
+
−
=
Bi u th c này cho ta th y biên đ c a sóng hài b c k ph thu c vào tích sể ứ ấ ộ ủ ậ ụ ộ ố

km= 6k và góc m van ở αk = 1. Sóng hài có biên đ l n nh t sóng đó có t n s là fộ ớ ấ ầ ố
k=1
=
MF = 6t và g i sóng c b n các sóng b c hai tr lên có biên đ nh không đáng k , nênọ ơ ả ậ ở ộ ỏ ể
th ng không quan tâm. Góc m ườ ở α càng t ng thì thành ph n m t chi u Uă ầ ộ ề
d
càng
gi m, còn biên đ các sóng hài càng t ng .ả ộ ă
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 18
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
3-L c ph ng dòng đi n ch nh l u và đi n áp ch nh l u:ọ ẳ ệ ỉ ư ệ ỉ ư
gi m nh thành ph n xoay chi u c a đi n áp và dòng đi n ch nh l u taĐể ả ỏ ầ ề ủ ệ ệ ỉ ư
n i đ u ra m t b l c, b l c này nh m ch y u h n ch sóng hài b c 1. Gi số ầ ộ ộ ọ ộ ọ ằ ủ ế ạ ế ậ ả ử
sau ch nh l u ta đ c đi n áp trung bình Uỉ ư ượ ệ
d
và hi u d ng sóng hài b c 1 c a đi n áp đóệ ụ ậ ủ ệ
là U
k=1
,còn sau b l c thì các đ i l ng t ng ng s là Uộ ọ ạ ượ ươ ứ ẽ
d1
và U
k=1
ánh giá p m ch c a i n áp, ta dùng h s p m ch q b ng tĐể đ độ đậ ạ ủ đ ệ ệ ố đậ ạ ằ ỉ
s gi a giá tr hi u d ng c a sóng hài b c 1 v i giá tr trung bình c a i n áp ó.ố ữ ị ệ ụ ủ ậ ớ ị ủ đ ệ đ
Nh v y tr c và sau b l c ta có :ư ậ ướ ộ ọ

d
k

u
u
q
1
1
=
=
;
1
11
2
d
k
u
u
q
=
=
Ch t l ng c a b l c đ c đánh giá b i “h s san b ng”ấ ượ ủ ộ ọ ượ ở ệ ố ằ

d
d
k
k
u
u
u
u
q
q

S
1
11
1
2
1
∗==
=
=
Giá tr c a S càng l n càng t t, ngh a là thành ph n xoay chi u càng b gi mị ủ ớ ố ĩ ầ ề ị ả
nhi u, còn thành m t chi u ít t n th t. N u coi s t áp 1 chi u trên b l c là khôngề ộ ề ổ ấ ế ụ ề ộ ọ
đáng k , ngh a là Uể ĩ
d1
= U
d
thì S ≈ U
k=1
/U
k=11
đ c coi là thông s cho tr c đ tính bượ ố ướ ể ộ
l c.Có 3 b ch y u :ọ ộ ủ ế
+ B l c đi n c m ộ ọ ệ ả
+ B l c đi n dung ộ ọ ệ
+ B l c đi n c m và đi n dungộ ọ ệ ả ệ
Nh ng do t i c a ta làm b ngh ch l u ngu n nên ta dùng b l c đi n c m.ư ả ủ ộ ị ư ồ ộ ọ ệ ả
3- B l c đi n c m :ộ ọ ệ ả
ó là cu n kháng (l i thép)n i ti p v i ph t i (RĐ ộ ỏ ố ế ớ ụ ả
d
). i n kháng c a nó đ iĐ ệ ủ ố
v i t n s sóng hài b c 1 là Xớ ầ ố ậ

1
= ωL.Còn đi n tr tác d ng coi nh b ng không. ệ ở ụ ư ằ Để
đ m b o ch t l ng b l c thì ph i ch n sao cho Xả ả ấ ượ ộ ọ ả ọ
1
>R
1
khi đó sóng hài b c m tậ ộ
c a dòng đi n trong m ch đi n là:ủ ệ ạ ệ

d
kk
d
k
k
R
u
x
u
Rx
u
I
11
1
22
1
1
1
==
=
==

+
=
T đó rút ra: ừ
)(
122
1
H
f
SR
mf
SR
L
dd
ππ
==
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 19
U
k
U
d
I
k
I
d
X
1
T iả
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

M t s tr ng h p không cho tr c S mà yêu c u b n c n h n ch thànhộ ố ườ ợ ướ ầ ạ ầ ạ ế
ph n sóng hài c a dòng i n t i d i giá tr cho phép.ầ ủ đ ệ ả ướ ị
Do t i c a ta có đi n c m Lả ủ ệ ả
d
nên đi n c m c a b l c bao g m đi n c mệ ả ủ ộ ọ ồ ệ ả
c a t i và đi n c m c a cu n kháng .ủ ả ệ ả ủ ộ
B.TÍNH CH N MÁY BI N ÁP NG L C VÀ TIRISTOR CH NHỌ Ế ĐỘ Ự Ỉ
L U :Ư
I- CH N S CH NH L U :Ọ Ơ ĐỒ Ỉ Ư
có đi n áp ch nh l u có đ nh p nhô th p,ta ch n s đ ch nh l u c u 3Để ệ ỉ ư ộ ấ ấ ọ ơ ồ ỉ ư ầ
pha. Vì công su t nh (P = 0,75 kW)đ ng kính dây qu n nh nên s có l i n u taấ ỏ ườ ấ ỏ ẽ ợ ế
t ng s vòng dây lên ă ố
3
l n và gi m ti t di n dây d n điầ ả ế ệ ẫ
3
l n.ầ làm vi c này,Để ệ
phía s c p s đ u ki u “tam giác”, phía th c p đ u “sao” (ơ ấ ẽ ấ ể ư ấ ấ ∆/Y)
II. I N ÁP :Đ Ệ
i n áp ra c a b ch nh l u ph thu c vào góc m Đ ệ ủ ộ ỉ ư ụ ộ ở α .
U
d
= U
d0
.cosα
U
d
= U
dmax
khi α = 0
Do đó vi c tính thi t b ph i đ c tính trong tr ng h p ệ ế ị ả ượ ườ ợ α = 0 lúc này dòng

đi n liên t c. i n áp c a b ch nh l u không t i là:ệ ụ Đ ệ ủ ộ ỉ ư ả
U
d0
= U
d
+ ∆U
r
+ ∆U
l
+ ∆U
T
+ ∆U
sb
Trong đó: ∆U
r
= 4% : S t áp trên đi n tr dây qu n máy bi n ápụ ệ ở ấ ế
∆U
l
= 1,5%: S t áp trên đi n kháng dây qu n máy bi n ápụ ệ ấ ế
∆U
T
= 2V : i n áp s t trên 2 tiristor n i ti p .Đ ệ ụ ố ế
∆U
sb
: s t áp trên cu n san b ng.Độ ụ ộ ằ
V y : Uậ
d0
= 220 + 4%.220 + 1,5%.220 + 2 + 0,8%.220 = 234 V
Tr hi u d ng đi n áp pha th c p bi n áp :ị ệ ụ ệ ứ ấ ế

V
d
U
U
100
63
234.14,3
63
0
2
===
π
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 20
U
d
T1
T2
T3
T4
T5
T6
U
a
U
b
U
c
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

T s bi n áp : ỷ ố ế
45,0
220
100
1
2
===
U
U
m
i n áp ng c l n nh t m i tiristor ph i ch u : Đ ệ ượ ớ ấ ỗ ả ị
U
im
=
6
U
2
= 245 V
III. DÒNG I N :Đ Ệ
Dòng đi n ch nh l u đ nh m c : Iệ ỉ ư ị ứ
d
= 3,7 A
Tr trung bình c a dòng đi n ch y trong m i tiristor :ị ủ ệ ả ỗ
A
d
I
I
T
23,1
3

7,3
3
===
Tr hi u d ng c a dòng đi n ch y trong m i pha th c p máy bi n áp :ị ệ ụ ủ ệ ả ỗ ứ ấ ế
I
2
=
3
2
.I
d
= 3,02 A
Tr hi u d ng c a dòng ch y trong m i pha s c p bi n áp :ị ệ ụ ủ ả ỗ ơ ấ ế
I
1
= m.I
2
= 0,263.3,02 = 0,8 A
• Ch n Tiristor :ọ
H s d tr đi n áp : kệ ố ự ữ ệ
u
= 1,6
H s d tr dòng đi n : kệ ố ự ữ ệ
I
= 1,2
Ph i ch n tiristor ít nh t ch u đ c đi n áp ng c 1,6.245 = 392 V và ch uả ọ ấ ị ượ ệ ượ ị
đ c dòng trung bình 1,2.1,23 = 1,476 A.ượ
Tra b ng 1.3 “ i n t công su t – Nguy n Bính” ta ch n 6 tiristor lo iả Đ ệ ử ấ ễ ọ ạ
TC-10 có các thông s sau:ố
I

tb
A
U
max
KV
∆U
V
t
off
µs
I
g
A
U
g
V
di/dt
A/µs
du/dt
V/µs
10 0,5 ÷ 1 1,4 70 0,42 10 10 10
IV. TÍNH MÁY BI N ÁP:Ế
1. M ch t :ạ ừ
Công su t bi u ki n máy bi n áp :ấ ể ế ế
S
2
= 3U
2
.I
2

= 3.100.3,02 = 906 W
S
1
= 3U
1
.I
1
= 3.380.0,8 = 912 W
S = (S
1
+ S
2
)/2 = 909W
Ch n m ch t 3 tr , ti t di n m i tr đ c tính theo công th c kinh ọ ạ ừ ụ ế ệ ỗ ụ ượ ứ
ngi m :ệ
Q = k.
f.c
S
cm
2
trong đó k = 4÷ 5 n u là máy bi n áp d u; k = 5ế ế ầ ÷ 6 n u là máy bi n áp khô.ế ế
S : công su t bi u ki n c a máy bi n áp ; VAấ ể ế ủ ế
c : s tr ; ch n c = 3ố ụ ọ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 21
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
f : t n s ngu n đi n xoay chi u ; f = 50 Hzầ ố ồ ệ ề
Q = k.
fc

S
.
= 6.
50.3
909
= 14,77 cm
2

M ch t có d ng trình bày d i đây, dùng tôn silic, t n th t 1,3W/kg, tr ngạ ừ ạ ướ ổ ấ ọ
l ng riêng 7,5kg/dmượ
3
.
+ Trụ
Ti t di n thô :8.5 + 3.5 = 55 cmế ệ
2
Ti t di n hi u qu : 0,95.55 = 52,25 cmế ệ ệ ả
2

Tr ng l ng : 7,5.0,5225.1,7.3 = 20 kg.ọ ượ
+ Quylat
Ti t di n thô :8.8 = 64 cmế ệ
2
.
Ti t di n hi u qu : 0,95.64 = 60,8 cmế ệ ệ ả
2
.
Tr ng l ng 7,5.0,608.4.2 = 36 kg .ọ ượ
+ T c m ừ ả
Trong các tr , ch n Bụ ọ
m

= 1,1 Tesla
Trong các quylat, ch n Bọ
’
m
= 1,1.
8,60
25,52
= 0,95 Tesla
2. Dây qu n:ấ
S vòng dây m i pha : ố ỗ
+S c p :ơ ấ

282
.1,110.52,25.50.4,44
380
.4,44
4
1
m
1
B.Q.f
U
n
===
−
vòng
+Th c p :ứ ấ

75
380

100
.282n
2
==
vòng
Ch n m t đ dòng đi n : Jọ ậ ộ ệ
1
= J
2
= 2,75 A/mm
2
.
ng kính dây d n phía s c p :Đườ ẫ ơ ấ

6,0
2,75.3,14
8,0.4
π
4S
d
1
1
===
mm
ng kính dây d n phía th c p :Đườ ẫ ứ ấ
18,1
2,75.3,14
3,02.4
π
4S

d
2
2
===
mm
Ch n dây : dọ
1
= 0,6 mm ; 28,5 g/m ; 0,00547 Ω/m
d
2
= 1,2mm ; 117 g/m ; 0,00132 Ω/m
+ ng qu n dây :ố ấ
Bán kính trong c a vòng tròn ngo i ti p m i tr :ủ ạ ế ỗ ụ
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 22
n
1
n
2
e
1
e
2
a
r
h=165
Tr c ng dâyụ ố
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
R

T
=
472540
22
=+
mm
L ng vào m i tr m t ng qu n dây làm b ng v t li u cách i n dàyồ ỗ ụ ộ ố ấ ằ ậ ệ đ ệ
1mm, có bán kính trong 49 mm. V y bán kính trong c a dây qu n s c p là 50 mm.ậ ủ ấ ơ ấ
Dây qu n s c p : 282 vòng chia thành 4 l p (3.78 + 48 vòng),gi a hai l pấ ơ ấ ớ ữ ớ
đ t m t l p gi y cách đi n dày 0,1 mm .B dày c a dây qu n s c p eặ ộ ớ ấ ệ ề ủ ấ ơ ấ
1
= 8,94 mm.
Bán kính trung bình c a dây qu n s c p : 50 + 4,5 = 54,5 mm. Chi u dài c a dâyủ ấ ơ ấ ề ủ
d n s c p : 2ẫ ơ ấ π.54,5.10
-3
.282 = 96,52 m.
i n tr nhi t đ 75Đ ệ ở ở ệ ộ
0
C : r
1
= 0,00547.96,52(1+0,004.75) = 0,687 Ω
Dây qu n th c p : Gi a dây qu n s c p và th c p đ 1 kho ng cách 8mm.ấ ứ ấ ữ ấ ơ ấ ứ ấ ể ả
75 vòng chia thành 2 l p (40 + 35).Gi a 2 l p đ t gi y cách đi n 0,1mm. B dày dâyớ ữ ớ ặ ấ ệ ề
qu n th c p:eấ ứ ấ
2
= 8,5mm.Bán kính trung bình c a dây qu n th c p: 50 + 9 + 8 +ủ ấ ứ ấ
4,25 = 71,25 mm.
Chi u dài c a dây d n th c p:2ề ủ ẫ ứ ấ π71,25.10
-3
.75 = 33,56 m.

i n tr nhi t đ 75Đ ệ ở ở ệ ộ
0
C : r
2
= 0,00132.33,56.1,3 = 0,0576 Ω.
. i n áp r i trên đi n kháng : Đ ệ ơ ệ
π
3XI
ΔU
d
x
=
trong đó X đ c tính theo công th c sau:ượ ứ

Ω0,0734.314.10
3
0,00850,00894
0,008
0,165
0,063
758π
.ωω.1
3
ee
a
h
r
n8πX
722
7

21
2
2
2
=






+
+=
=








+
+=
−
−
r : Kho ng cách tr c ng dây đi m gi a dây qu n s c p và th c p.ả ụ ố ể ữ ấ ơ ấ ứ ấ
a : Kho ng cách gi a hai dây qu n s c p và th c p.ả ữ ấ ơ ấ ứ ấ
h : Chi u cao m t l p c a dây qu n s c p ho c th c p.ề ộ ớ ủ ấ ơ ấ ặ ứ ấ
. i n áp r i trên đi n tr :Đ ệ ơ ệ ở

dd
2
1
2
12r
R.I.I
n
n
rrΔU
=
















+=
∆U
r
= (0,0576 + 0,687.0,2659

2
) . 40 = 4,25 V
i n áp ch nh l u khi y t i :Đ ệ ỉ ư đầ ả
U = 234 – 2,8 – 4,25 – 2 =225 V
T n th t trong s t t có xét 15% t n th t ph :ổ ấ ắ ừ ổ ấ ụ
p = 1,15.1,3(20kg.1,1
2
+ 36kg.0,95
2
) = 85 W
Hi u su t c a thi t b ch nh l uệ ấ ủ ế ị ỉ ư
%96,96
2.13.34,25.4085225.40
225.40
2IIΔUpIU
IU
η
ddrdd
dd
=
+++
=
+++
=
i n tr ng n m ch:Đ ệ ở ắ ạ
Ω0,1290,1060,0734RXZ
2222
2
=+=+=
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK

2
Trang 23
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Dòng đi n ng n m ch: ệ ắ ạ
A775
0,129
100
I
2cc
==
+ Tính cu n kháng san b ng :ộ ằ
αcosU
π
63
U
2d
=
Do đó
2dmax
U
π
63
U
=
khi cosα = 1 hay α = 0
V y khi ậ α = 0 thì i n áp t trên t i là l n nh t do ó ta tính trong tr ngđ ệ đặ ả ớ ấ đ ườ
h p này:ợ
• Ph ng trình đi n áp trên t i trong th i đi m ươ ệ ả ờ ể π/6 + 3π/6 t c là Tứ
1
và T

2
m s là :ở ẽ
at2at2d
cosuU6
3
π
6
π
ucossinU6U
=












++=
Khai tri n Furier đ i v i hàm cosuể ố ớ
at
= cosα là m t hàm ch n, chu k 2L=2ộ ẵ ỳ π/6 ta có:

e
θ2π
cosa

e
θ
cosa
2
a
cosα
21
0
+++=
V i : ớ
∫
=
1
0
dn
.dθ
e
θnπ
.cosU
2
1
a
v i n = 1,2,3,4,… ớ
i v i bài toán ta b qua sóng hài b c cao 2,3,4 nên ta ch gi l i sóng b c…Đố ớ ỏ ậ ỉ ữ ạ ậ
không và b c m t. Do ó ta có:ậ ộ đ
cosθA
2
A
e
θπ

cosA
2
A
U
1
0
1
0
d
+=+=
U
π
66
Ucosθcos6
n
12
A
6
π
0
0
==
∫
[ ]
35π
6U6
dθcos5θcos7θ
2
1
π

612
A
6
π
0
1
=+=
∫
V y : ậ
a
dd
UUcosθ
35
2
1
π
U63
cosθ
35π
U66
π
U63
U
+=







+=+=
Trong đó U
d
là thành ph n 1 chi u và Uầ ề
a
là thành ph n xoay chi u :ầ ề
Ta có :
dt
L.di
dt
L.di
iu
00
0R
≈+

dt
L.di
U
0
a
=
∫ ∫∫
===
.dttcos
35Lπ
U66
.cosθ
35Lπ
U66

.dtU
L
i
a
1
a
ω
dt
Giá tr hi u d ng c a dòng đi n Iị ệ ụ ủ ệ
a
là:
L
0,005
I
a
=
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 24
THIÊT KẾ BỘ CHỈNH LƯU CẦU BA PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
Ch n ọ
mH961L0,05.3,7
L
0,005
0,05
I
I
d
a
=⇒=⇒=

Trong m ch đ ng l c ngoài cu n dây san b ng dòng đi n còn có đi n c m c aạ ộ ự ộ ằ ệ ệ ả ủ
dây qu n đ ng c ,do đó : L = Lấ ộ ơ
sb
+ L
ư

trong đó: L
sb
: đi n c m cu n san b ng.ệ ả ộ ằ
L
ư
: đi n c m c a cu n dây đ ng c , giá tr c a nó đ c tính theo côngệ ả ủ ộ ộ ơ ị ủ ượ
th c: ứ
ddm
dm
u
.Ip.ω
α.U
L
=

trong đó : ch n ọ α = 0,5 ,p = 2
i s c c t :Đố ố ự ừ
293
60
02.3,14.280
60
n2π
ω
dm

===
vòng/phút
V y : Lậ
ư
=
2.293.3,7
0,5.220
= 0,050 H = 50 mH
Do đó L
ư
< L nên ta ph i thi t k cu n kháng san b ng.ả ế ế ộ ằ
V- THI T K CU N SAN B NGẾ Ế Ộ Ằ :
L
sb
= 196 – 50 = 146 mH
I
0
= 3,7 A
U
2
= 220 V (đi n áp trên cu n kháng)ệ ộ
Các b c tính toán nh sau :ướ ư
Ch n kích th c lõi thép ch E:ọ ướ ữ
B dày tr gi a lõi thép ch E là :ề ụ ữ ữ
cm5,5.3,7146.102,6.IL2,6a
4
23
4
2
0sb

===
−
Vì kích th c c a lõi thép không tiêu chu n nên ta a ra các h s ph :ướ ủ ẩ đư ệ ố ụ
b
a
l;
a
c
n;
a
h
m
===
Ta có : h = m.a = 2,5.5,5 = 13,75 cm ch n m = 2,5ọ
b = l.a = 1,5.5,5 = 8,25 cm ch n l = 1,5ọ
c = n.a = 3.5,5 = 16,5 cm ch n n = 3ọ
Ti t di n lõi thép là : Sế ệ
tt
= a.b = 5,5.8,25 = 45,375 cm
2
Chi u dài c a lõi thép là: Lề ủ
tb
= 6 cm
SVTH :LÊ VĂN DŨNG 03SK
2
Trang 25
a
b
c
h