đồ án thiết kế hệ thống điều khiển xung áp một chiều cho động cơ một chiều

Đồ án tốt nghiệp
Lời cam đoan
Em xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là do em tự thiết kế dới sự hớng
dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến. Các số liệu và kết quả trong đề tài
là hoàn thành trung thực.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo
đã đợc ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác
mà không đợc liệt kê ở phần tài liệu tham khảo
Sinh viên
Phạm Văn Thể
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
1
Đồ án tốt nghiệp
Mục lục
Trang
Lời cam đoan 1
Mở đầu 4
Chơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều 4
Đ1. Đặc tính cơ của động cơ một chiều 4
1. Khái niệm đặc tính cơ 4
2. Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập 6
Đ2. Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều 7
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứng 7
1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ 9
Đ 3. Các hệ truyền động điện động cơ một chiều 9
1. Hệ truyền động F - Đ 9
2. Hệ truyền động T - Đ 11
Chơng 2: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một
chiều 14
Đ1. Điều chỉnh xung áp mạch đơn 14
1. Sơ đồ nguyên lý 14

2. Phơng trình đồ thị điện áp và dòng điện 15
3. Đặc tính cơ 18
Đ2.1. Điều chỉnh xung áp Mạch kép 21
1. Sơ đồ nguyên lý 21
2. Phơng trình đồ thị dòng điện và điện áp 22
3. Đặc tính cơ 24
Đ3. Điều khiển đối xứng 25
1. Sơ đồ và nguyên lý 25
2. Đồ thị dòng điện và điện áp 26
3. Đặc tính của động cơ 27
Đ4. Điều khiển không đối xứng 27
Chơng III: Tính toán các phần tử mạch lực 29
Đ3.1. Mô tả sơ đồ mạch lực 29
Đ3.2. Tính chọn mạch điều chỉnh điện áp 29
1. Tính chọn các phần tử của bộ chỉnh lu cầu 1 pha hai nửa chu kỳ 30
Chơng IV: Thiết kế mạch điều khiển 35
Đ4.1. Phân tích sơ đồ 35
1. Sơ đồ 35
2. Phân tích sơ đồ 36
Chơng V: Thiết kế hệ thống kín 43
Đ5.1. Đặc tính cơ của hệ thống hở 43
1. Xây dựng phơng trình đặc tính cơ 43
2. Đồ thị 43
Đ5.2. Tính toán trong hệ kín 44
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
2
Đồ án tốt nghiệp
1. Sơ đồ 44
2. Phơng trình đặc tính cơ của hệ thống kín 44
Đ5.3. Tính chọn hệ thống kín 45

Đ5.4. Tính toán sơ đồ của bộ điều chỉnh và khâu ngắt 50
Kết luận 52
Tài liệu tham khảo 53
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
3
Đồ án tốt nghiệp
Mở đầu
Trong những năm gần đây, xu thế công nghiệp hoá, hiện đại hoá đã
mang lại rất nhiều thay đổi cho đất nớc. Đặc biệt là trong ngành tự động hoá
và có nhiều tiềm năng phát triển rất to lớn trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
Tự động hoá mang lại nhiều lợi ích cho con ngời nh tăng năng suất lao động,
giảm công nhân đặc biệt trong môi trờng độc hại thì tự động hoá đảm nhận.
Trong phần lớn các nhà máy, phân xởng đều có sự góp mặt của tự động
hoá. Trong các dây truyền sản xuất, máy móc sử dụng truyền động điện bằng
xung áp một chiều rất nhiều. Sử dụng hệ thống này độ an toàn cao.
Đồ án này đề cập đến vấn đề nghiên cứu và thiết kế hệ thống truyền
động điện bằng xung áp một chiều.
Nội dung của đồ án chia làm 5 chơng:
Ch ơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Ch ơng II: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một
chiều.
Ch ơng III: Thiết kế mạch lực
Ch ơng IV: Thiết kế hệ thống kín.
Ch ơng V: Tính toán các phần tử của mạch lực.
Đồ án này thực hiện với sự giúp đỡ của thầy giáo Nguyễn Mạnh Tiến
cùng các thầy cô trong bộ môn. Nội dung đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót
rất mong các thầy, cô giáo đóng góp bổ sung để đồ án đợc hoàn thiện hơn.
Sinh viên
Phạm Văn Thể
Chơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động

cơ một chiều
Đ1. Đặc tính cơ của động cơ một chiều.
1. Khái niệm đặc tính cơ
Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và momen
của động cơ. ta có đặc tính cơ tự nhiên của động cơ, nếu động cơ vận hành ở
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
4
Đồ án tốt nghiệp
chế độ định mức. Đặc tính cơ nhân tạo của động cơ là đặc tính khi ta thay đổi
các tham số nguồn hoặc nối thêm các điện trở, điện kháng vào động cơ.
Để đánh giá về đặc tính cơ và so sánh nó ngời ta đa ra khái niệm độ
cứng đặc tính cơ .
M
=

(1.1)
M
(3)
(2)
(1)
AM

2

1

Hình 1.1
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
5
Đồ án tốt nghiệp

2. Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập
Sơ đồ nguyên lý hình 1.2.
R
f
E
+ -
U

R
kt
-
U
kt
+
I
kt
I
C
kt
Hình 1.2
a. Phơng trình đặc tính cơ
U = E + (R + R
f
). I
Trong đó:
U: điện áp phần ứng (V)
E: sức điện động phần ứng (V)
R: điện trở mạch phần ứng ()
R
f

: điện trở phụ trong mạch phần ứng ()
I: dòng điện mạch phần ứng (A)
Suất điện động E đợc tính
E =
.
. .
2 .
P N
k
a

=

(1.3)
K: hệ số cấu tạo của động cơ
: từ thông kích từ dới 1 cực
: tốc độ góc
Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì
Ta có M
tt
= M
đc
= M (1.4)
Ta có M
tt
= K..I (1.5)
Dẫn đến
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
6
Đồ án tốt nghiệp

( )

+
=



2
.
K
f
R R
U
M
K
(1.6)
Giả sử = const ta có đồ thị đặc tính cơ có dạng nh hình 1.3.

M

0

đm

đm

nm
Hình 1.3
Khi = 0
Ta có

= =
+

nm
f
U
I I
R R
(1.7)
và M = K. .I
nm
= M
nm
(1.8)
I
nm
, M
nm
dòng và momen ngắn mạch
Đ2. Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
Có hai phơng pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ một chiều.
a. Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng của động cơ
b. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứng
Điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn
máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lu điều khiển. Các
thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lợng điện xoay chiều thành một
chiều.
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
7

Đ
BBĐ
R
b
I
R
đ
E

E
b
U
Đồ án tốt nghiệp
Hình 1.5
ở chế độ xác lập có thể viết đợc phơng trình đặc tính của hệ thống nh
sau:
E
b
E = I (R
b
+ R
đ
)
( )
+
=

đ

đm đm

b
b
R R
E
I
K K
(1.12)
Để xác định dải điều chỉnh tốc độ. Ta thấy tốc độ lớn nhất của hệ thống
bị chặn bởi đặc tính cơ cơ bản. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn
bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải là định
mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống là:
=

đm
max maxo
M
(1.13)
=

đm
min maxo
M
(1.14)
Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của điều chỉnh phải
có momen ngắn mạch.
M
nmmin
= M
cmax
= K

M
.M
đm
Đồ thị đặc tính cơ là đờng thẳng song song nh hình 1.6.

0
max

M,I

max

0
min

min
M
đm
M
nmmin
Hình 1.6
Trong suốt quá trình điều chỉnh điện âp phần ứng thì từ thông kích từ đ-
ợc giữ nguyên, Mômen cho phép động cơ đợc tính:
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
8
Đồ án tốt nghiệp
M
cp
= K.
đm

.I
đm
= M
đm
(1.16)
1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ chính la điều chỉnh từ thông
kích từ. Để điều chỉnh ta phải điều chỉnh momen điện từ của động cơ M= KI
và sức điện động quay của động cơ. Vì mạch kích từ của động cơ là phi tuyến,
vì thế hệ điều chỉnh này cũng là hệ phi tuyến.
k
k k
b k
e
d
i
r r dt

= +
+
(1.17)
r
k
: điện trở dây quấn kích từ
r
b
: điện trở nguồn điện áp kích từ

k
: số vòng dây của dây quấn kích thích

Thờng khi điều chỉnh từ thông thì điện áp phần ứng đợc giữ nguyên
bằng đm. Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng
chuyển mạch của cổ góp điện.
Đ 3. Các hệ truyền động điện động cơ một chiều.
1. Hệ truyền động F - Đ
Hệ thống máy phát động cơ F - Đ là một hệ truyền động điện mà bộ
biến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập, máy phát này thờng
do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha điều khiển quay máy phát đợc xác
định bởi hai đặc tính.
Đặc tính từ hoá
Đặc tính tải
Trong tính toán có thể tuyến tính hoá các đặc tính này
E
F
= K
F
.
F
.
F
= K
F
.
F
. C.i
KF
(1.18)
Trong đó:
K
F

: hệ số kết cấu của máy phát
C: hệ số góc của đặc tính từ hoá
Sơ đồ của hệ F - Đ
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
9
Đồ án tốt nghiệp
ĐF
M
S

U
F
= U
đ
I

Đ
K
Hình 1.7
Nếu đặt R = R
F
+ R
Đ
Ta có thể viết đợc phơng trình của đặc tính của hệ F - Đ
.
.
F
KF
K
R I

U
K K

=
(1.19)
( )
2
. .
F
KF
K
R
U M
K
K


=
(1.20)
( )
( )
0 KF
KF
M
U
U
=

(1.21)
Từ các biểu thức ta thấy, khi điều chỉnh dòng điện kích thích của máy

phát thì điều chỉnh tốc độ không tải của hệ thống.
* Chế độ làm việc.
Trong hệ không có phần tử phi tuyến nào nên hệ có những đặc tính
động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển các trạng thái làm việc.
Với sơ đồ H1.7 động cơ chấp hành Đ có thể làm việc ở chế độ điều
chỉnh cả hai chiều, kích thích máy phát và kích thích động cơ. Đảo chiều quay
bằng cách đảo chiều dòng kích thích máy phát.
* Đặc điểm của hệ F - Đ
Ưu điểm nổi bật của hệ F - Đ là sự chuyển đổi trạng thái rất linh hoạt,
khả năng quá tải lớn. Nó thờng đợc dùng ở các máy khai thác công nghiệp
mỏ.
Nhợc điểm quan trọng của hệ F-Đ là dùng nhiều máy điện quay. Gây
ồn lớn, công suất lắp đặt máy ít nhất gấp ba lần công suất động cơ chấp hành.
Ngoài ra do các máy phát một chiều có từ d, đặc tính từ hoá có trễ nên khó
điều chỉnh sâu tốc độ.
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
10
Đồ án tốt nghiệp
2. Hệ truyền động T - Đ
a. Khái quát chung
Hệ truyền động T - Đ:
+ Nguyên lý chung.
+ Sơ đồ thay thế.
+ Đặc tính cơ.
+ Đảo chiều.
Do chỉnh lu Tiristo dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở
còn khoá theo điện áp lới dẫn đến truyền động van thực hiện đảo chiều khó
khăn và phức tạp hơn truyền động F-Đ. Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng
hệ truyền động T-Đ đảo chiều.
Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động

cơ.
b. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.
i
đ1
L
c0
i
cb
L
c0
L
cb
i
d1
L
cb
i
cb
a
b
c
I
II
A1
BĐ1
K A2
K2
BĐ2
R
L

E
1
2
U
d
I
Hình 1.8
Giả thiết
1
<
2

;
2
>
2

sao cho
1 2
Ed Ed
thì dòng chỉ có thể chạy
từ BĐ
1
sang động cơ mà không thể chạy từ BĐ
1
sang BĐ
2
đợc. Để đạt đợc
trạng thái này cần có góc điều khiển phải thoả mãn điều khiển.
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

11
Đồ án tốt nghiệp

2
-
1
Nếu tính đến góc chuyển mạch à và góc khoá thì giá trị lớn nhất của
góc điều khiển của bộ biến đổi đang ở chế độ nghịch lu là:

max
= - (à
max
+ )
Nếu chọn
1 2
Ed Ed=
thì:

1
+
2
=
Ta có phơng phát điều khiển chung đối xứng, dòng điện trung bình chảy
vòng qua hai bộ biến đổi là.
I
cb
=
d1 d2
cb
E E

R
+
= 0
c. Đặc điểm.
Ưu điểm nổi bật của hệ T - Đ là độ tác động nhanh cao không gây ồn và
dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất lớn. Điều
đó rất thuận tiện trong việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều
vòng để nâng cao chất lợng.
Nhợc điểm của hệ thống T-Đ là các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng
điện áp ra có biên độ đập mạnh cao, gây tổn thất phụ trong máy điện, còn làm
xấu điện áp nguồn và lới xoay chiều.
Điều chỉnh xung điện áp 4 chiều:
Dòng điện và điện áp của động cơ U
Đ
, i chỉ có giá trị dơng khi khoá S
thông ta có U
D
= U
N
, i = i
N
khi khoá S ngắt i
N
= 0, U
Đ
= 0 và i = i
Do
.
Do tác dụng duy trì dòng của cuộn cảm L.
Nếu đóng ngắt khoá S với tần số không đổi thì hoạt động của mạch tơng

tự nh của chỉnh lu một pha, nửa chu kỳ.
U
Đ
= E + U
L
+ U
R
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
12
Đồ án tốt nghiệp
Ta có:
I
max
=
( )
( )
đ
u
t /t
N
T / T
1 e
U
E
.
R R
1 e

( )
( )
đ

t / T
N
min
T / T
e 1
U
E
I .
R R
e 1

=

Nếu S thông liên tục t
đ
= T thì dòng điện trong phần ứng là:
I = I
max
= I
min
=
U E
R

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
13
Đồ án tốt nghiệp
Chơng 2: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động
cơ bằng xung áp một chiều
Đ1. Điều chỉnh xung áp mạch đơn.
1. Sơ đồ nguyên lý.
Hình 2.1
Trên hình 2.1: Điện áp và dòng điện của động cơ U
Đ
, i chỉ có giá trị d-
ơng. Khi khoá S thông ta có.
U
Đ
= U
N
i = i
N
Khi khoá S ngắt
i
N
= 0
U
Đ
= 0
Do tác dụng duy trì dòng điện của điện cảm L ta có.
i = i
Do
Các giá trị trung bình của điện áp và dòng điện phần ứng là U
Đ

, I và do đó sức
điện động E của động cơ khi đóng và ngắt liên tục khoá S, sẽ đợc xác định khi
biết luật đóng ngắt khoá và các thông số của mạch. Nếu đóng ngắt khoá S với
tần số không đổi thì hoạt động của mạch tơng tự nh của chỉnh lu một pha nửa
chu kỳ.
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
14
Đồ án tốt nghiệp
2. Phơng trình đồ thị điện áp và dòng điện.
Hình: 2.2
Trên hình 2.2 mô tả qúa trình dòng điện và điện áp trong chế độ dòng
điện liên tục.
Phơng trình điện áp khi S thông.
U
Đ
= E + U
L
+ U
R
(2.1)
Hoặc
i Đ
t
d U E
R
i
d L L

+ =
(2.2)

Tại thời điểm t = 0
+
khoá S bắt đầu thông.
U
Đ
= U
N
i = I
min
Nếu coi Sđđ E không đổi trong một chu kỳ đóng ngắt của khoá S thì
nghiệm của phơng trình (2.2) là:
i =
( )
t / Tu t / Tu
N
m in
U E
1 e .I .e
R



(2.3)
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
15
Đồ án tốt nghiệp
(0 t < t
đ
) T = L/R hằng số thời gian
Tại thời điểm t = t

đ
khoá S bắt đầu ngắt.
i = I
max
=
( )
đ đ
t / T t / T
N
min
U E
1 e I .e
R


+
(2.4)
Lúc này U
Đ
= 0; dòng điện động cơ khép mạch qua D
0
, nhận đợc phơng
trình sau:.
di R E
i
dt' L L
+ =
(2.5)
Trong đó t = t - t
đ

.
Tại t = 0
+
.
i = I
max
Nghiệm của (2.5) là:
i =
( )

t '/ T t'/ T
max
E
1 e I .e
R

+
(t
đ
t < T) (2.6)
tại t = T - t
đ
tức là tại t = T, i = I
min
.
Từ (2.6) ta có:
I
min
= -
( )

( )
( )
đ đ
T t / T T t / T
max
E
1 e I .e
R

+
(2.7)
Kết hợp (2.4) và (2.7) ta có:
( )
( )
đ

t / T
N
max
T / T
1 e
U
E
I .
R R
1 e



=

(2.8)
( )
đ

t / T
N
min
T / T
e 1
U
E
I .
R R
e 1

=

(2.9)
Nu S thụng liờn tc ti t

= T thỡ dũng in trong mch phn ng s
khụng i v bng.
I = I
max
= I
min
=
N
U E

R

(2.10)
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
16
§å ¸n tèt nghiÖp
Nếu thời gian thông của khoá S giảm đến một giá trị tới hạn nào đó
t
đ
=t
đgh
thì dòng điện I
min
= 0 và hệ thống sẽ làm việc ở trạng thái biên giới
chuyển từ chế độ dòng điện liên tục sang chế độ dòng điện gián đoạn.
Hình 2.3
Với các điều kiện biên của chế độ này từ (2.7) ta có.
( )
( )
®gh

t / T . T / T
T / T
N
E e 1
U
e 1
−
=
−

(2.11)
Ta có thể rút gọn như sau:
m =
e.
e 1
e 1
σ
σ
−
−
(2.12)
Trong đó: m =
N
E
U
SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46
17
§å ¸n tèt nghiÖp
ρ =
®
t
T
σ =

T
T
Tại trạng thái biên liên tục và trong vùng dòng điện gián đoạn do I
min
=0
nên từ (2.8) và (2.9) ta có:

I
max
=
( )
®
t / T
N
U E
1 e
R
−
−
−
(2.13)
từ (2.6) và (2.1) ta có:
i =
( )
( )
®
t /T
t '/ T t'/ T
N
U E
E
1 e 1 e .e
R R
−
− −
−
− − + −

(2.14)
(0 < t
đ
≤ t
đgh
)
Dòng điện này xẽ bằng không tại thời điểm t = t
x
hoặc t’ = t
x
- t
đ
thay
các điều kiện vào (2.11) ta có:
t
x
= T
ư
. Ln
( )
® ®
t / T t / T
N
U E
e 1 . 1 e
E
−
 
−
 

+ −
 
 ÷
 
 
(2.15)
Trạng thái biên giới là trạng thái t
x
= T như vậy với mỗi thông số của
mạch và các giá trị U
N
, E tương ứng ta có thể tìm được t
đgh
.
3. §Æc tÝnh c¬.
Để xây dựng đặc tính cơ cần tìm giá trị trung bình của điện áp và dòng
điện của động cơ.
U
Đ
=
®
t
T T
§ N
0 0 tx
1 1
U dt U dt = Edt
T T
 
=

 
 
 
∫ ∫ ∫
( )
§ N ® x
1
U U .t t t E
T
 
= + −
 
(2.16)
Trong chế độ dòng điện liên tục vì t
x
= T nên
SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46
18
§å ¸n tèt nghiÖp
®
§ N N
t
U .U .U
T
= = ρ
(2.17)
N
.U R
.I
K. K.

ρ
ω = −
φ φ
(2.18)
Giống như trong hệ U - Đ, trong hệ thống ĐX - Đ khi t
x
< T thì xảy ra
chế độ dòng điện gián đoạn, trong chế độ này do mômen điện từ gián đoạn
mà đặc tính cơ trở nên rất mềm. Để xác định đặc biên giới giữa vùng dòng
điện gián đoạn và vùng dòng liên tục.
Ta có:
Dòng điện ở chế độ biên liên tục là:
I
blt
=
1
2
I
max
=
( )
( )
®gh
t /T
N
1
U E 1 e
2R
−
− −

SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46
19
§å ¸n tèt nghiÖp
=
( )
N blt
1
. U K .
1
2R
φ
ρ
− ω
ρ +
σ
(2.19)
Vì chế độ biên liên tục thuộc vùng dòng điện liên tục tức là phương
trình đặc tính (2.17) vẫn thoả mãn. Thay (2.17) vào (2.18) ta có:
I
blt
=
( )
N
1
U
.
2
ρ − ρ
1
ρ +

σ
(2.20)
Sử dụng (2.17) và (2.19) xác định được biên giới liên tục, chính là
đường có dạng nửa elíp vẽ bằng nét đứt ở hình H2.5 giá trị cực tiểu của I
blt
là:
I
blt
= 0 tại ω = 0 và tại ω = ω
max
Các giá trị khác của I
blt
phụ thuộc vào ρ và σ và U
N
và đạt giá trị cực
đại.
I
blt.th
=
( )
N
U
. 2 1 2
2
σ − σ + +
σ
Tại giá trị tới hạn của ρ
ρ
th
=

( )
1
1 1+ σ −
σ
SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46
20
Đồ án tốt nghiệp
Đ2.1. Điều chỉnh xung áp Mạch kép
1. Sơ đồ nguyên lý
Hình: 2.5
Để hệ truyền động có thể làm việc ở chế độ hãm tái sinh, có thể dùng sơ
đồ điều chỉnh trên. Trong đó dòng điện phần ứng có thể đảo dấu, song Sđđ
động cơ chỉ có chiều dơng. Khi khoá S
1
và van D
1
vận hành dòng điện phần
ứng luôn dơng. Công suất điện từ của động cơ là:
P
đt
= I. E < 0 (2.21)
Máy điện làm việc ở chế độ động cơ, quá trình dòng điện và điện áp đ-
ợc mô tả nh ở phần mạch đơn.
Để đảo chiều dòng điện ta đa khoá S
2
và van D
2
vào vận hành còn khoá
S
1

bị ngắt. Nếu E > 0 thì sẽ có dòng điện chạy ngợc lại chiều ban đầu do trong
mạch chỉ có một nguồn duy nhất cấp là Sđđ E.
Công suất điện từ của động cơ là:
P
đt
= I. E > 0 (2.22)
Công suất điện từ đợc tích vào điện cảm L. Khi S
2
ngắt trên điện cảm L
sinh ra Sđđ này trở lên lớn hơn điện áp nguồn U
N
làm van D
2
dẫn dòng ngợc
về nguồn và trả lại nguồn phần năng lợng đã tích lũy trong điện cảm L trớc đó.
Nếu các tín hiệu điều khiển các khoá nh hình (2.7) sao cho giá trị trung
bình của dòng điện phần ứng là dơng thì máy điện làm việc ở chế độ động cơ
ở góc phần t thứ nhất của mặt phẳng toạ độ [, I].
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
21
Đồ án tốt nghiệp
Một đặc điểm của bộ băng xung loại nh trên là do dòng điện phần ứng
có phần âm nên giá trị trung bình của nó có thể nhỏ bỏ kỳ, thậm chí bằng
không và truyền động không có chế độ dòng điện gián đoạn. Dòng điện phần
ứng của ĐX - Đ loại B bao gồm 4 đoạn ứng với góc dẫn của 4 phần tử bán dẫn
đó là:
S
1
, D
1

và S
2
, D
2
.
2. Phơng trình đồ thị dòng điện và điện áp
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
22
Đồ án tốt nghiệp
Từ các phơng trình (2.1) và (2.4) với các điều kiện đầu tơng ứng có thể
tìm lại đợc các giá trị I
max
, I
min
giống nh các biểu thức (2.6) và (2.7). Nếu nh
I
max
> 0 và I
min
< 0 nh trên hình (Hình 2.6) thì truyền động sẽ làm ở góc phần t
thứ nhất. Nếu dòng trung bình I > 0 và ở góc phần t thứ II nếu dòng trung bình
I < 0 khi điều chỉnh sao cho I
max
< 0 và do đó dòng điện phần ứng của động
cơ I < 0 thì hệ thống làm việc ở góc thứ III khoá S
1
và van D
1
không dẫn dòng.
Quá trình đó đợc mô tả ở hình dới nh sau:

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
23
Đồ án tốt nghiệp
3. Đặc tính cơ.
Hình:2.8
Đặc tính cơ của động cơ trong hệ thống này là các đờng thẳng liên tục,
chạy song song nhau từ góc thứ I sang góc thứ II của mặt phẳng [, I]
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
24
Đồ án tốt nghiệp
Đ3. Điều khiển đối xứng.
1. Sơ đồ và nguyên lý.
Trong phơng pháp điều chỉnh này các cặp van lẻ và chẵn thay nhau
đóng cắt. Điện áp ra tải có 2 dấu +E và -E do đó giá trị trung bình của nó là:
U
t
=
T
t
0
1
U dt
T

(2.1)
U
t
=
0
0

t
T
N
0 t
1 1
E dt Edt
T T


U
t
= E
N

0
t
2 1
T


ữ

U
t
= E
N
(2 - 1) (2.2)
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46
25