thiết kế hệ thống truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620a

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
KHOA ĐIỆN
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CHÍNH CỦA MÁY DOA
NGANG 2620A DÙNG HỆ THỐNG T-Đ
Giảng viên hướng dẫn hướng dẫn: VŨ ANH TUẤN
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Viên
Nội dung đồ án môn học trang bị điện:
1. Giới thiệu về máy doa ngang 2620A
2. đánh giá phương án truyền động cũ và phương án thay thế
3. Thiết kế mạch lực hệ truyền động
4. Thiết kế hệ thống điều khiển mở van
5. xây dưng đặc tính tĩnh của hệ truyền động
6. Xét tính ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
7. Thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động
Ngày giao đề tài : Ngày 17 tháng 04 năm 2010
Ngày hoàn thành đề tài : ngày 16 tháng 05 năm 2010
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay trong công cuộc công nghiệp hoá đất nước, yêu cầu tự động hoá
trong máy sản xuất ngày càng cao, điều khiển linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ và hiệu xuất
sản xuất cao. Mặt khác , với công nghệ thông tin và công nghệ điện tử phát triển ngày
càng cao và nhu cầu con người ngày càng đòi hỏi ngững sản phẩm sản xuất ra đạt độ
chính xác và độ thẩm mỹ cao.
Trong thời đại hiện nay các phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp cắt gọt kim loại
luôn đòi hỏi những máy cắt gọt kim loại hiện đại như Có khả năng tự động hoá cao,
độ chính xác tuyệt đối. Có khả năng điều chỉnh tốc độ trơn, rộng và bằng phẳng, kết
cấu gọn nhẹ, hiệu xuất cao và chi phí vận hành ít nhất nhưng đảm bảo tính kinh tế.
Trong quá trình thực hiện làm đồ án bản thân được sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo đã tạo điều kiện cho tôi được hoàn thành đồ án của mình. Tuy đã có nhiều
cố gắng, song Kiến thức rộng và thực tế còn hạn chế nên khó tránh khỏi những sai

sót, tôi rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy Cô giáo để đồ án của tôi được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày: 26/05/2010
Sinh viên thực hiện:
Trần Văn Viên



ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
2
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: TRANG BỊ ĐIỆN
Tên đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động ăn dao của máy
doa ngang 2620A
CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A
1. Đặc điểm công nghệ :
Máy doa ngang 2620A là loại máy doa vạn năng dùng để gia công lỗ đã khoan
hoặc khoét mà kích thước giữa các tâm lỗ yêu cầu độ chính xác tuyệt đối cao từ cấp 9
đến cấp 7 và r
a
= 6,3 ÷ 1,25μm. Với dao doa có chất lượng tốt, chọn chế độ cắt và để
lượng dư phù hợp, doa có thể đạt độ chính xác cấp 6. Doa đạt độ cứng vững cao, lưỡi
cắt thường bố trí không đối xứng nên khắc phục được độ rumg động.
Ngoài ra còn thực hiện một số nguyên công phụ khác như: khoan, phay bằng
dao phay mặt đầu, gia công ren
Khi thực hiện các nguyên công trên máy doa thì sản phẩm đạt độ chính xác và
độ bóng rất cao.
Chuyển động chính trên máy doa là chuyển động quay của dao doa, còn
chuyển động ăn dao có thể là:

- Chuyển động ngang của bàn giá chi tiết gia công
- Giá dao hướng kính lắp trên mâm cặp thực hiện chạy hướng kính để xén mặt S
k
- Chuyển động di chuyển dọc trục của trục chính mang đầu dao
- Chuyển động phụ là: Chuyển động theo chiều thẳng đứng của ụ dao và Các động cơ
truyền động bơm dầu của hệ thống bôi trơn và động cơ bơm nước làm mát.
Đặc tính cơ của máy doa yêu cầu phải tuyệt đối cao với độ ổn định tốc độ phải
<10%. Hệ thông truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy
chính xác, đảm bảo sự liên động với truyền động chính và làm việc tự động.
2. Yêu cầu đối với truyền động điện và trang bị điện của máy doa ngang 2620A.
*Truyền động chính:
Là truyền động quay của mâm cặp chi tiết cần gia công. Yêu cầu động cơ
mang dao doa phải đảo chiều quay đảm bảo nhẹ nhàng. Phạm vi điều chỉnh tốc độ

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
3
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
yêu cầu D=130:1, với độ bằng phẳng điều chỉnh
ϕ
=1,26. Hệ truyền động trục chính
cần phải hãm dừng nhanh.
Hiện nay hệ truyền động trục chính của máy doa ngang 2620A thường dùng hệ
truyền động xoay chiều với động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc hai cấp tốc độ tam
giác- sao kép. Ở những máy doa cỡ nặng có thể sự dụng động cơ một chiều, điều
chỉnh tốc độ trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy có thể đơn giản kết cấu cơ khí. Mặt
khác có thể hạn chế được mô men ở vùng tốc độ thấp bằng phương pháp điều chỉnh
tốc độ hai vùng.
3.Truyền động ăn dao.
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao yêu cầu D=1500:1. Lượng ăn
dược điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di chuyển nhanh, có thể

đạt 2,5m/ph ÷ 3m/ph. Lượng ăn dao(mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu được giữ
không đổi
- Đặc tính cơ tuyệt đối cứng với độ ổn định tốc độ <10%. Hệ thống truyền động ăn
dao yêu cầu độ tác động nhanh rất cao, dừng chính xác, đảm bảo liên độngvới hệ
truyền động trục chính trong chế độ máy làm việc tự động.
- Trong máy doa ngang hệ truyền động ăn dao là hệ truyền động một chiều T-Đ. Hệ
đảm bảo dải điều chỉnh tốc độ rộng D=1500:1, độ bằng phẳng trong điều chỉnh tốc độ
φ
:
1, đặc tính cơ tuyệt đối cứng
CHƯƠNG II: ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG CŨ VÀ PHƯƠNG
ÁN THAY THẾ .
I . Khái niệm chung :
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học kỹ thuật, các máy sản xuất ngày
một đa dạng dẩn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp và đòi hỏi sự chính
xác và tin cậy cao. Một hệ thống truyền động không những phải đảm bảo được yêu
cầu công nghệ, mà còn phải ổn định. Tuỳ theo loại máy công tác mà có những yêu
cầu khác nhau, rất cần thiết cho giữ ổn định tốc độ, mô men với độ chính xác nào đó
trước sự biến động về tải và các thông số nguồn. Do đó bộ biến đổi năng lượng điện
xoay chiều thành một chiều đã và đang được sử dụng rộng rải.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
4
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau để tạo ra như hệ thống máy
phát, khuyếch đại từ, hệ thống van. Chúng được điều khiển theo những nguyên tắc
khác nhau với những ưu điểm khác nhau. Do đó để có được một phương án phù hợp
Sơ đồ nguyên lý :
-Động cơ Đ truyền động cho máy sản xuất, máy sản xuất được cấp điện phần
ứng từ máy phát F. Động cơ sơ cấp kéo máy phát F và động cơ một chiều KĐB ĐK,

động cơ ĐK củng kéo máy phát tự kích từ K để cấp điện kích từ cho động cơ Đ và
máy phát F.
Biến trở RKK dùng để điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát tự kích từ F. Nghĩa
là để điều chỉnh điện áp phát ra cấp cho các cuộn kích từ máy phát KTF và cuộn dây
động cơ KT Đ. Biến trở RKF dùng để điều chỉnh dòng kích từ máy phát F, do đó
điện áp phát ra của máy phát F đặt vào phần ứng động cơ Đ. Biến trở RK Đ dùng để
điều chỉnh dòng kích từ động cơ, do đó thay đổi tốc độ động cơ nhờ thay đổi từ
thông.
Phương trình đặc tính cơ của động cơ của động cơ Đ.
d
uu
d
k
RI
k
U
Φ
−
Φ
=
.
ω
Với U =U
F
– R .I

hay
u
d
uEuD

d
I
k
RR
k
FE
.
.
Φ
−
−
Φ
=
ω

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
5
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Từ phương trình đặc tính cơ của hệ F
- Đ ta có họ đặc tính cơ của hệ là
những đường thẳng song song nằm ở
cả bốn góc phần t của mặt phẳng tọa
độ với đặc tính cứng
* Đánh giá chất lượng của hệ thống :
- Ưu điểm :
+ Phạm vi điều chỉnh dể dàng và lớn,
+ Có khả năng điều chỉnh rất bằng phẳng,
+ Tổn hao khi mở máy, đảo chiều quay và khi điều chỉnh tốc độ bé, vì quá trình này
được thực hiện trên mặt kích từ.
+ Có thể đảo chiều động cơ một cách dể dàng.

+ Có khả năng quá tải cao.
+ Đặc tính quá độ tốt, thời gian quá độ ngắn.
+ Điện áp đầu ra của máy phát bằng phẳng có lợi cho động cơ.
+ Có khả năng giử cho đặc tính cơ của động cơ cao và không đổi trong quá trình làm
việc.
- Nhược điểm :
+ Hệ thống sử dụng nhiều máy điện quay cho nên gây ồn, kết cấu cơ khí cồng kềnh
chiếm nhiều diện tích
+ Tổng công suất đặt lớn.
+ Vốn đầu tư ban đầu lớn.
+ Máy điện một chiều thường có từ dư lớn, đặc tính từ hóa có trể nên khó điều chỉnh
sâu tốc độ.
II. Hệ truyền động tiristo - Động cơ :

Sơ đồ gồm :

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
6
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- FT : Máy phát tốc dùng để phản hồi âm tốc độ phần ứng của động cơ.
- BBĐ : Bộ biến đổi dùng tiristor biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều
cấp cho động cơ.
- Đ : Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất.
- TH - KĐ : Khâu tổng hợp và khuyếch đại tín hiệu.
- U
Cd
: tín hiệu đặt vào.
-
γ
.n : tín hiệu phản hồi âm tốc độ.

* Nguyên lý làm việc của hệ thống :
Giả thiết ban đầu hệ thống đã được đóng vào lới điện với điện áp thích hợp , lúc này
động cơ vẩn chưa làm việc. Khi đặt vào hệ thống một điện áp ứng với một tốc độ nào
đó của động cơ thông qua khâu tổng hợp khuyếch đại và mạch phát xung (FX) sẻ
xuất hiện các xung đưa tới cực điều khiển của các van bộ biến đổi. Nên lúc này các
van đó đang đặt điện áp thuận thì van đó sẻ mở. Đầu ra của BBĐ có điện áp U
Cd
đặt
lên phần ứng của động cơ dẩn đến động cơ quay, tốc độ của nó ứng với U
Cd
ban đầu.
Trong quá trình làm việc, nếu một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm
thì ta thấy :
U
đk
= U
cd
- .n , nên khi n giảm i U
đk
tăng i  giảm iU
đ
tăng in tăng tới điểm làm việc
yêu cầu. Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình xẩy ra ngược lại, chính là qua
trính ổn định tốc độ.
* Họ đặc tính của hệ thống
Sức điện động của BBĐ
E
b
= E
bm

. cos
∝
= U
b
(U
b
= U đầu ra của bộ biến đổi ).
E
b
= K
đk
= U
cđ
. K
b
(U
đ
-
γ
.n)
→

∝
= ar cos.
bm
dbdk
E
nUKK ).(.
γ
−

Phương trình đặc tính cơ của hệ thống :
dd
ub
dd
dbdk
dd
ub
dd
d
K
RR
K
nUKK
K
RR
K
U
Φ
+
−
Φ
−
=
Φ
+
−
Φ
=

).(.

.
γ
ω
→
u
bdk
ub
bdk
dbdk
I
KK
RR
KK
UKK
1 1

γγ
ω
+
+
−
+
=
Họ đặc tính cơ của hệ thống nh hình vẽ :

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
7
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
* Đánh giá chất lượng của hệ thống :
- Ưu điểm :

+ Tác động nhanh không gây ồn và dể tự động hóa do các van bán dẩn có hệ số
khuyếch đại công suất cao.
+ Công suất tổn hao nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Giá thành hạ dể bảo dưởng
sửa chữa.
- Nhược điểm :
+ Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây
đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống.
+ Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính nằm trong ở mặt phẳng
tọa độ.
+ Trong thành phần của hệ biến đổi có máy biến áp nên hệ số cos
ϕ
thấp.
+ Do vai trò chỉ dẩn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó
khăn đối với các hệ thống đảo chiều.
Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp truyền động
động cơ tải nhỏ.
* Các sơ đồ nối dây của bộ chỉnh lưu có điều khiển
Trong kỹ thuật điện hiện nay có nhiều trường hợp phải sử dụng nguồn điện
áp một chiều có trị số thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải khác nhau tuỳ
thuộc mục đích sử dụng. Các nguồn điện áp một chiều nhà máy phát điện một
chiều, các bộ biến đổi tĩnh (Khuyếch đại từ) có khá nhiều nhược điểm, trong đó có
nhược điểm cơ bản là tổn thất riêng khá lớn. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật
bán dẫn và vi mạch điện tử thì việc sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn có điều
khiển ngày càng được phổ biến và có nhiều ưu việt.
* Sơ đồ nối dây hình tia:

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
8
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN

Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế
* Sơ đồ hình cầu:
Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu:
- Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của điện áp nguồn cung cấp, trong đó có m van
có katôt nối chung (các van 1, 3, 5) tạo thành cực dương của điện áp nguồn ; m van
có anôt chung ( 2, 4, 6) tạo thành cực âm của điện áp chỉnh lưu
- Mỗi pha của điện áp nguồn nối với 2 van, 1 ở nhóm anôt chung, 1 ở nhóm katôt
chung.
Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL- Đ hình cầu 3 pha và sơ đồ thay thế.
* Nguyên lý làm việc của BBĐ xoay chiều - một chiều

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
9
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- Sơ đồ tia:
Xét sơ đồ tia 3 pha katôt nối chung. Để một Thyristor mở cần có 2 điều kiện
+ Điện áp Anôt - Katôt phải dương ( U
A
> 0)
+ Có tín hiệu điều khiển đặt vào điện cực điều khiển và Katôt của van
Do đặc điểm vừa nêu mà trong sơ đồ tia 3 pha
các van chỉ mở trong một giới hạn nhất định.
Ví dụ: ở pha A, trong khoảng wt = 0
÷
π
→
u
A
>0.

Tuy nhiên ở các khoảng wt = 0
÷
π
/6
→
u
C
> u
A
và wt = 5
π
/6
÷
π
→
u
b
> u
A
Như vậy van T
1
nối vào pha A chỉ có thể mở
trong khoảng wt =
π
/6
→
5
π
/6. Trong khoảng
này nếu tín hiệu đến cực điều khiển của T

1
thì T
1
mở. Tương tự với T
2
và T
3
.
Thời điểm
α
0
= wt =
π
/6 đợc gọi là thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ chỉnh lưu 3
pha. Nếu truyền tín hiệu mở van chậm hơn thời điểm mở tự nhiên một góc độ điện thì
khoảng dẫn dòng cuả van sẽ thay đổi (nhỏ hơn 2
π
/3) dẫn đến trị số trung bình của
điện áp chỉnh lưu sẽ giảm đi. Khi góc mở
α
càng lớn thì U
d
càng nhỏ
- Sơ đồ cầu: Từ kết cấu của sơ đồ chỉnh lưu cầu ta có nhận xét: Để có dòng qua phụ
tải thì trong sơ đồ phải có ít nhất 2 van cùng thông, một ở nhóm anôt chung, một ở
nhóm katôt chung. Vậy với giả thiết là sơ đồ làm việc ở chế độ dòng liên tục và bỏ
qua quá trình chuyển mạch thì khi bộ chỉnh lưu cầu m pha làm việc, ở một thời điểm
bất kỳ trong sơ đồ luôn có 2 van có thể dẫn dòng khi có xung điều khiển: Van ở
nhóm katôt chung nối với pha có điện áp dương nhất và van ở nhóm anôt chung nối
với pha có điện áp âm nhất. Thời điểm mở tự nhiên của sơ đồ cầu cũng được xác định

như đối với sơ đồ tia có số pha tương ứng:


ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
10
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Để điều khiển điện áp chỉnh lưu trên phụ tải một chiều ta thay đổi thời điểm đưa
xung điều khiển đến các cực điều khiển của các van, làm thay đổi khoảng dẫn dòng
của van làm điện áp trung bình của chỉnh lưu thay đổi.
Đặc điểm của các sơ đồ hình tia là ngoài các thời gian chuyển mạch các van ứng với
γ
(là khoảng thời gian khi một van nào đó đang ngừng làm việc và van tiếp sau đang
bắt đầu làm việc )dòng điện phụ tải i
d
bằng dòng điện trong van đang mở. Do đó dòng
điện trong mạch phụ tải được xác định bởi sức điện động pha làm việc của máy biến
áp , còn độ sụt áp trong bộ biến đổi thì được xác định bởi độ sụt áp trên pha đó .
ở sơ đò cầu, bên ngoài chu kỳ chuyển mạch vẩn có hai van làm việc đồng thời .Dòng
điện phụ tải chảy liên tiếp qua hai van và hai pha của máy biến áp dưới tác dụng của
hiệu số sức điện động của các van tương ứng, nghỉa là dưới tác dụng của sức điện
động dây. Sau một chu kỳ biến thiên của điện áp xoay chiều cả sáu van của bộ biến
đổi đều tham gia làm việc.
trị số trung bình của sức điện động chỉnh lưu E
d
ở trạng thái dòng điện liên tục được
xác định như sau : E
d
= E
đm
cos

α
Trong đó E
đm
là trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu ứng với trường hợp
0=
α

Với sơ đồ 3 pha hình tia trị số cực đại của sức điện động chỉnh lưu là :
E
đm1
=1,17E
2f
.Với sơ đồ cầu là E
đm2
=2,34E
2f
Trong đó E
2f
là trị số hiệu dụng của s.đ.đ pha thứ cấp máy biến áp
Kết luận : Để phù hợp với yêu cầu của đề tài thì ta chọn bộ chỉnh lưu cầu 3 pha.
c, Dòng điện chỉnh lưu trên phụ tải một chiều:
Do điện áp chỉnh lưu lặp đi lặp lại 2m (hoặc m) lần trong một chu kỳ của điện áp
nguồn nên ở chế độ xác lập thì dòng qua tải cũng lặp đi lặp lại như vậy (tuỳ thuộc sơ
đồ chỉnh lu là tia hay cầu, số pha chẵn hay lẻ). Như vậy chỉ cần biết dòng và áp trên
tải trong khoảng thời gian là 1/m chu kỳ hay là tương đương góc độ điện 2
π
/ q
( q=2m hoặc q = m). Để xác định dòng và áp trên tải ta dựa vào sơ đồ thay thế của
chỉnh lưu trong một khoảng thời gian làm việc của một van.
Hình 2.7 : Sơ đồ thay thế của chỉnh lưu trong khoảng thời gian làm việc của van.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
11
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- U: tổng đại số điện áp nguồn xoay chiều tác động trong mạch vòng nối với các van
đang dẫn dòng trong sơ đồ ở thời gian đang xét.
- Nếu là sơ đồ tia thì chỉ có 1 van mở, u = u
f
.
- Nếu là sơ đồ cầu thì có 2 van ở 2 pha khác nhau cùng làm việc, u = u
d
.
- Nếu chọn mốc thời gian xét t = 0 là thời điểm bắt đầu mở một van trong sơ đồ thì :
u = U
m
.sin(wt +
Ψ
)
+ U
m
- Biên độ điện áp nguồn (pha hoặc dây)
+
Ψ
góc pha đầu, được xác định:
Ψ
=
π
/ 2 -
π
/ q

+
α
- T đặc trưng cho van đang dẫn dòng, ở sơ đồ tia là 1 van, sơ đồ cầu là 2 van nối tiếp
nhau, bỏ qua sụt áp trên van
- E
d
, R
d
, L
d
là các phần tử của phụ tải
- U
d
, I
d
- dòng và áp trên tải.
Phương trình cân bằng điện áp từ sơ đồ thay thế:

dm
d
ddd
EtU
dt
di
LiR
−+=+
)sin(
ψω
(2-5)

Giải phương trình này ta nhận được biểu thức của dòng điện chỉnh lưu:
]
)(1
)sin(
1[]
)(1
)sin(
1[
2
/
2
0
ωτ
ωτψϖ
ωτ
ωτψ
τ
+
−+
−−
+
−
−+=
−
arctgt
Ie
arctg
Iii
m
t

md
(2-6)
Tuỳ thuộc đặc tính phụ tải, dạng sơ đồ, giá trị góc điều khiển mà có thể có các chế độ
làm việc khác nhau:
- Nếu trong toàn bộ thời gian làm việc i
d
>0 ta có chế độ dòng tải liên tục
- Nếu trong một chu kỳ làm việc mà dòng tải có q khoảng bằng không và q khoảng
khác không ( q = m nếu là sơ đồ tia, q = 2m nếu là sơ đồ cầu ) ta có chế độ dòng tải
gián đoạn.
- Chế độ giới hạn giữa 2 chế độ nêu trên được gọi là chế độ dòng biên liên tục.
d, Đảo chiều trong hệ thống T - Đ :
Do tính chất dẫn dòng theo một chiều của chỉnh lưu và để phù hợp với truyền động
có công suất đã chọn ta dùng phương án đảo chiều trong hệ T- Đ là dùng 2 bộ biến
đổi .Một bộ biến đổi làm việc ở chế độ thuận,một bộ thuận làm việc ở chế độ quay
ngược.Để điều khiển các bộ biến đổi ta dùng phương pháp điều khiển chung.Đây là
phương pháp được dùng phổ biến trongh các truyền động đảo chiều tần số lớn mà
còn giảm số lượng thiết bị.


ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
12
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Sơ đồ nguyên lý của hệ T- Đ dùng 2 bộ biến đổi nối song song ngược điều khiển
chung:
Hình vẽ 2.8 : Sơ đồ nguyên lý T- Đ dùng 2 bộ biến đổi.
Trong sơ đồ biến đổi dùng hai bộ biến đổi có 1 hệ phát xung điều khiển chung đồng
thời phát xung đến 2 bộ biến đổi .Trong đó một bộ làm việc ở chế độ chỉnh lưu và
một bộ làm việc ở chế độ nghịch lưu chờ.
Phương án này làm giảm số lượng thiết bị và tăng tần số đảo chiều .Tuy nhiên ở

chế độ dòng gián đoạn hoặc ở chế độ chuyển đổi làm việc giữa hai bộ biến đổi thì
xuất hiện dòng không cân bằng nên người ta nối thêm các cuộn kháng cân bằng
trong mạch.
III. Chọn phương án truyền động :
Qua quá trình phân tích hai hệ thông F - Đ và T- Đ ta thấy chúng có những ưu điểm
nhựơc điểm nhất định. Cả hai hệ thống đều đáp ứng được yêu cầu công nghệ đặt ra.
Nhưng xét về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật thì mổi hệ thống đạt được những đặc điểm
khác nhau. Cụ thể ta thấy hệ F - Đ dể điều chỉnh tốc độ, chuyển đổi trạng thái hoạt
động linh hoạt vì đặc tính hệ thống năm đều bốn góc phần t. Với hệ thống F - Đ khi
lắp đặt chiếm diện tích lớn, cồng kềnh nhưng hiệu suất lại không cao. Khi làm việc
lại gây ồn ào, rung động mạnh, công lắp đặt lớn, vốn đằu tư cao.
Trong giai đoạn CNH – HĐH ngày nay với xu thế chung hướng tới mục tiêu yêu cầu
tối ưu nhất đảm bảo tính khoa học, gọn nhẹ không gây ồn, ít ảnh hưởng đến môi trư-
ờng xung quanh. Với hệ truyền động F - Đ mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng còn
nhiều hạn chế chưa đáp ứng được yêu cầu CNH – HĐH hiện nay.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
13
BBD2
CB1 CB2
CB4
CB3
3 pha
3 pha
Hệ thống FX
BBD1
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ngày nay với nền công nghiệp hiện đại người ta đang dần tiến hành thay thế hệ thống
truyền động F - Đ bằng các hệ truyền động khác. Với hệ truyền động T - Đ có hệ số
khuyếch đại lớn, dể tự động hoá do tác động nhanh chính xác, công suất tổn hao nhỏ.

Kích thước nhỏ và gọn nhẹ.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẻ của khoa học công nghệ xu hướng tự động hoá
các hệ thống tự động, gia công chính xác, nên điều khiển hệ thống được thực hiện
bằng cách lắp ghép hệ thống với các bộ điều khiển tự động như PLC, vi xử lý.
Nhìn chung hệ thống T - Đ đáp ứng được yêu cầu đặt ra. Với những ưu điểm và
những đặc điểm phù hợp cách truyền động.Vậy em chọn phương án truyền động T -
Đ.
Bởi vì hệ T-Đ có chế độ tác động nhanh và dễ tự động hoá , phù hợp với yêu cầu của
sự phát triển khoa học kỹ thuật đó là tối ưu hoá, tự động hoá gia công chi tiết chính
xác, độ tin cậy cao giảm được sức lao động và tăng năng xuất, kích thươc cơ khí gọn
nên phần cơ khí của máy gọn tạo nên tính thẩm mỹ của hệ thống.
Vì kinh tế vốn đầu t và chi phí vận hành thấp hơn nhiều so với hệ truyền động F-Đ.
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠCH LỰC HỆ TRUYỀN ĐỘNG
Muốn xây dựng sơ đồ mạch động lực phải chọn được sơ đồ chỉnh lưu để làm bộ biến
đổi cho mạch, như đã biết ở phần II, hệ T-Đ có tác động nhanh, sđđ E
đ

của bộ biến
đổi. Khi biến đổi
α
từ 0 đến
2
π
, trị số E
đ
biến thiên từ E
đm
đến 0. Rõ ràng là các đặc
tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện là một họ các đường thẳng song song
với nhau. Các đường thẳng đó cắt trục tung tại những điểm tương ứng với các tốc độ

không tải lý tưởng
'
ω
0
=
dm
vdm
K
UE
φ
α
∆−cos
Đặc tính cơ và đặc tính tốc độ của truyền động điện khi bộ biến đổi là việc ở trạng
thái động điện gián đoạn không thể biểu diễn bằng giải tích được.
Trường hợp bộ biến đổi là việc ở trạng thái dòng điện liên tục, nếu biến đổi góc thông
van
α
thì tốc độ không tải lý tưởng giả định
0
'
ω
biến đổi trong một phạm vi rộng.
Nếu
2
0
π
αα
==
thì
0

'
ω
=0 và động cơ làm việc ở trạng thái hãm động năng. Khi
2
π
α
>
,
0'
0
<
ω
, hệ thống truyền động điện sẽ làm việc ở trạng thái hãm tái sinh. Khi đó, năng
lượng do máy điện một chiều sinh ra sẽ được bộ biến đổi van biến thành năng lượng
điện xoay chiều để truyền vào lưới cung cấp. Khi này, bộ biến đổi van làm việc ở

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
14
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
trạng thái nghịch lưu với đặc điểm sau: dòng điện trong mạch của nguồn xoay chiều
chảy dưới tác dụng của s.đ.đ. E của động cơ. trong phần lớn khoảng dẫn của van,
dòng điện này chảy ngược chiều sđđ của các cuộn dây máy biến áp.
Để không xảy ra hiện tượng ‘‘đột biến nghịch lưu’’ với dòng điện trong mạch lớn
gấp nhiều lần so với lúc làm việc bình thường, dễ gây hỏng trong bộ biến đổi, mà
trước hết là gây nguy hiểm cho các van, ta phải hạn chế góc thông van:
)(
max
δγπα
+−≤
Trong đó:

δ
là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van.
Trong đó:
δ
là khoảng thời gian để phục hồi tính chất ngắt của van.
Khi tần số lưới là 50Hz, góc phục hồi tính chất ngắt của van ion bằng khoảng 12
0
.
Đối với Tiaristo, thời gian phục hồi tính chất ngắt không quá 150
s
µ
, tương ứng với
°≈
3
δ
.
Thường thường, khi phân tích hoạt động của bộ biến đổi ở trạng thái nghịch lưu,
người ta sử dụng khái niệm ‘‘ góc thông trước’’ của van
απβ
−=
.
Tương ứng để loại trừ hiện tượng’’đột biến nghịch lưu’’ ta có điều kiện hạn chế sau:
δγβ
+≥
min
.
Trong thực tế ở các hệ thống truyền động, van, người ta áp dụng ba phương pháp
biến đổi chiều mômen động cơ sau:
1 Biến đổi chiều từ thông động cơ khi chiều dòng điện phần ứng không đổi
(hình 3.1).

(3.1) (3.2) (3.3)

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
15
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
2 Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ các công tắc chuyển đổi (bộ đảo
chiều) (hình 3.2).
3.Biến đổi cực tính điện áp phần ứng nhờ bộ biến đổi van hai nhóm (hình
3.3).
Khi áp dụng hai phương pháp đầu, động cơ được xung cấp từ bộ điều khiển
đơn (bộ biến đổi một nhóm). Tuy nhiên, khi đó rất khó thực hiện chuyển đổi từ
trạng thái động cơ sang trạng thái hãm với chiều quay không đổi. Sơ đồ đầu là rẻ
nhất và đơn giản nhất, song có nhược điểm là thời hạn đảo chiều lớn, bằng khoảng
(0,5 - 2,5)s ,( do hằng số thời gian của cuộn dây kích từ động cơ không lớn). Sơ đồ
thứ hai tuy có thời hạn đảo chiều nhỏ hơn nhưng van không thể dưới 0,1s vì trong
quá trình đảo chiều, phải đảm bảo thứ tự tác động nhất định trong hệ thống điều
khiển truyền động điện.
Đối với các hệ thống truyền động yêu cầu đảo chiều nhanh và cần có trạng thái động
cơ hay trạng thái hãm trong cùng một chiều quay của động cơ, người ta sử dụng các
sơ đồ có hai nhóm van (bộ biến đổi kép). Mỗi nhóm dẫn dòng điện theo một chiều
nên bộ biến đổi có khả năng dẫn điện theo cả hai chiều. Bộ biến đổi như vậy có thể
được nối theo nhiều sơ đồ khác nhau. Có 2 bộ chỉnh lưu điều khiển là sơ đồ đấu chéo
và sơ đồ song song ngược. Về mặt nguyên lý thì sơ đồ đấu chéo hoặc sơ đồ song
song ngược hoạt động tương tự như nhau. Khi BBĐ này làm việc thì BBĐ kia nghỉ,
khi đổi chế độ của BBĐ thì dòng điện qua tải được đổi chiều. Thực tế người ta hay sử
dụng sơ đồ đấu song song ngược với các phương pháp điều khiển khác nhau. Trong
sơ đồ song song ngược, cả hai nhóm van đều đựơc cung cấp từ một nhóm dây cuốn
thứ cấp của máy biến áp.
Khi hệ thống truyền động điện làm việc ở trạng thái động cơ, một nhóm van, ví

dụ 1V, làm việc ở trạng thái chỉnh lưu còn nhóm kia 2V bị khoá hoặc chuẩn bị làm
việc ở trạng thái nghịch lưu. Trong trường hợp thứ hai, để loại trừ hiện tượng truyền
năng lượng do 1V biến đổi vào lưới qua 2V ta phải bảo đảm E
đ2
> E
đ1
. Nếu 2V làm
việc ở trạng thái chỉnh lưu, thì 1V phải được khoá hoặc chuẩn bị làm việc ở chế độ
nghịch lưu. Khi đó, tương ứng với trường hợp trên, ta có E
d1

≥
E
d2
: Như vậy nói

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
16
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
chung E
dn1

≥
E
dc2
, trong đó E
dn1
, E
dc2
– s.đ.đ của các nhóm van bộ biến đổi làm việc ở

trạng thái nghịch lưu và chỉnh lưu.
Khi hệ thống truyền động điện làm việc ở trạng thái hảm tái sinh, một nhóm van
làm việc ở trạng thái nghịc lưu, còn nhóm van kia bị khoá hoặc chuẩn bị làm việc
ở chế độ chỉnh lưu. Trường hợp này cũng phải đảm bảo quan hệ E
dn1

≥
E
dc2

Trạng thái làm việc của bộ biến đổi van đảo chiều phụ thuộc rất nhiều vào phương
thức điều khiển cả hai nhóm van . Khi điều khiển chung, tín hiệu điền khiển được
đưa vào cả hai nhóm van sao cho đảm bảo được E
dn1

≥
E
dc2
. Trường hợp này cần
hạn chế dòng điện cân bằng chạy giữa hai nhóm van dưới tác dụng của các trị số
tức thời của s.đ.đ các nhóm van. Do đó trong mạch của bộ biến đổi người ta nối
các cuộn kháng cân bằng CB1 – CB4, như hình vẽ.
Hình 3.4 : Sơ đồ nối song song ngược
của hệ thống CL - Đ có đảo chiều quay.
Để loại trừ dòng điện cân bằng người ta sử dụng phương pháp điều khiển riêng
các nhóm van của bộ biến đổi . Khi đó các tín hiệu điều khiển (xung) chỉ được đưa
vào nhóm van đang làm việc, còn ở nhóm van kia (nhóm không làm việc tại thời
điểm dang xét ) không có xung điều khiển nên nó bị ngắt. để thay đổi trạng thái làm
việc của bộ biến đổi người ta dùng một thiết bị biến đổi đặc biệt để ban đầu làm mất
xung điều khiển trên nhóm van đang làm việc, rồi sau đó một khoảng thời gian ngắn

(5 - 10
µ
s) đưa xung điều khiển lên nhóm van thứ hai.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
17
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Ta có sơ đồ mạch lực như sau :
Hình 3.5 : Sơ đồ mạch lực của hệ truyền động.
Trong sơ đồ gồm có:
- Máy biến áp BA :Làm nhiệm vụ cung cấp nguồn cho mạch
- CK là cuộn kháng dùng để lọc nguồn 1 chiều gọi là cuộn kháng san bằng.
- BD là các máy biến dòng được sữ dụng để lấy tín hiệu âm dòng điện, đưa trở
lại khống chế đầu vào mạch điều khiển.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
18
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
- Các bộ R-C được mắc song song với các Tiristor trong các quá trình chuyển
mạch và biến thiên
dt
di
dt
du
;
.
- Đ là động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, dùng để truyền động cho hệ thống.
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN
I . KHÁI QUÁT CHUNG
Như ta đã biết, để các van của bộ chỉnh lưu có thể mở tại thời điểm mong muốn

thì ngoài điều kiện tại thời điểm đó trên van có điện áp thuận thì trên cực điều khiển
G và K của van phải có điện áp điều khiển (thường gọi là tín hiệu điều khiển). Để có
hệ thống tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu mở van người ta sử dụng
mạch điện tạo ra các tín hiệu đó gọi là mạch điều khiển.
Điện áp điều khiển các Tiristor phải đáp ứng được các yêu cầu cần thiết về công suất,
biên độ cũng như thời gian tồn tại. Do đặc điểm của Tiristor là khi van đã mở thì việc
tồn tại tín hiệu điều khiển nữa hay không cũng không ảnh hưởng đến dòng qua van.
Vì thế hạn chế công suất của mạch phát tín hiệu điều khiển và giảm tổn thất trên vùng
cực điều khiển tạo ra các tín hiệu điều khiển Tiristor có dạng xung.
Trong hệ thống truyền động ta dùng các hệ thống phát xung điều khiển đồng bộ,
khống chế theo nguyên tắc pha đứng với sơ đồ khối như sau :

Hình 4.1: Sơ đồ khối của khâu phát xung theo nguyên tắc pha đứng.
- Khối 1 : Khối đồng bộ hóa và phát xung răng ca khối này có nhiệm vụ lấy tín
hiệu đồng bộ hóa và phát ra điện áp hình răng cưa đưa đến khối so sánh.
- Khối 2 : Khối so sánh có nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu điện áp hình răng cưa U
RC
và điện áp điều khiển U
đk
để phát ra xung điện áp đưa tới mạnh tạo xung.
- Khối 3: Khối tạo xung có nhiệm vụ tạo ra các xung điều khiển đa tới
U
1
: Điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu.
u
rc:
điện áp tựa hình răng ca lấy từ đầu ra của khối ĐBH - FXRC

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
19

TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
u
đk
: điện áp điều khiển một chiều dùng để điều khiển giá trị góc mở cực điều khiển
của Tiristor.
α
Nguyên lý làm việc cơ bản của mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng:
Điện áp cấp cho mạch động lực của BBĐ được đưa đến mạch đồng bộ hoá của
khối 1. Trên đầu ra của mạch đồng bộ hoá có điện áp hình sin cùng tần số với điện
áp nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ.Điện áp đồng bộ được đưa vào
mạch phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp.
Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển (thay đổi được trị số) đưa vào mach so
sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau. Tại thời điểm trị số của 2 điện áp này
bằng nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái → xuất hiện xung điện áp.
Như vậy xung điện áp có tần số xuất hiện bằng với tần số xung răng cưa → bằng với
tần số nguồn cung cấp. Thay đổi trị số nguồn điều khiển sẽ làm thay đổi thời điểm
xuất hiện xung ra của mạch so sánh. Xung này có thể đưa đến cực điều khiển của
Thyristor để mở van.
Thực tế thì xung đầu ra của mạch so sánh thường không đủ độ rộng và biên độ để
mở van, do đó người ta sử dụng mạch khuyếch đại và truyền xung. Nhờ đó mà các
xung ra của mạch này đủ điều kiện mở chắc chắn các Thyristor.
Mỗi Thyristor cần có một mạch phát xung, do đó trong sơ đồ có bao nhiêu van cần
có bấy nhiêu mạch phát xung. Vấn đề là phải phối hợp sự làm việc của các mạch phát
xung này để phù hợp với quy luật mở các van ở mạch động lực.
Từ sơ đồ khối của của mạch ta có thể phân tích và thiết kế từng khối chức năng
1. Khâu đồng bộ hoá và phát xung răng cưa:
Có rất nhiều loại mạch điện để tạo ra xung răng cưa nhưng trong trường hợp này
chọn khâu đồng bộ hoá sau :
Thiết bị của mạch gồm :
- BAĐ là máy biến áp đồng bộ xoay chiều một pha gồm một cuộn dây pha sơ cấp và

hai cuộn dây pha thứ cấp có cực tính ngược nhau. Để lấy tín hiệu đồng bộ và hai
cuộn dây pha thứ cấp còn lại độc lập với hai cuộn dây trên dùng để cung cấp điện áp
nguồn nuôi cho mạch điều khiển.
- Trên mạch ra của cuộn dây thứ cấp lấy tín hiệu đồng bộ có các phần tử là mạch tạo
điện áp răng cưa, trong đó :
+ Mạch gồm Tr
2
, Đ
Z
, R
4
, W
R
là mạch ổn định dòng để nạp tụ.
+ U
RC
là điện áp răng cưa đầu ra của sơ đồ.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
20
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
+ U
0
là điện áp ổn định trên điốt ổn áp D
Z
; i
c1
, i
c2
là dòng điện cực góp Tr

1
và Tr
2

Hình 4.2 : Mạch tạo xung răng cưa
- Nguyên lý làm việc của khâu đồng bộ hóa và phát xung răng cưa :
Điện áp U
cb2
giữa cực phát ra và cực Tr
2
là U
cb2
= U
0
- i
c2
.R
WR,
với R
WR
là trị số
điện trở của biến trở WR. Do sụt áp giữa cực phát va cực gốc của một Tranzitor hầu
như không đổi nên ta xem U
cb2
= A = const, vậy ta có : i
c2
= (U
0
- U
cb2

)/R
WR
= 1 const
mặt khác ta lại có dòng điện qua cực góp Tr
2
là không đổi.
Ta giả thiết rằng : tại
ω
t = 0 thì U
đb
= 0 và bắt đầu chuyển sang chu kỳ dương, tại
ω
t
= 0 thì điện áp trên tụ C = 0.
Vậy sau thời điểm
ω
t = 0 thì U
đb
> 0 nên điốt D được đặt điện áp thuận, D sẽ mở dẩn
đến có dòng điện tử cuộn thứ cấp BAĐ đi qua R
2
và D, nếu bỏ qua sụt áp rất nhỏ trên
cuộn dây máy biến áp đồng bộ hóa và trên điốt D thì trên R
2
được đặt điện áp bằng
toàn bộ sức điện động thứ cấp BAĐ tức là U
đb
. Điện áp sụt trên R
2
lúc này có thể dư-

ơng đặt vào cực phát Tr
2
còn thế âm dặt vào cực gốc Tr
1
, do vậy mạch gốc phát
Tranzitor bị đặt điện áp ngược và Tr
1
khóa và tụ được nạp điện bởi dòng cực góp Tr
2
có giá trị ổn định. Điện áp trên tụ tăng dần theo quy luật U
C
= I.t/c đây là quy luật
tuyến tính.
Hình 4.3 : Đồ thị điện áp khâu tạo xung

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
21
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Đến thời điểm
ω
t =
π
thì U
đb
= 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ âm. Van D bị
đặt điện áp ngược và khóa lại do vậy điện áp đồng bộ không tác động đến mạch gốc
phát của Tr
1
nữa lúc này dưới tác động của nguồn cung cấp một chiều qua điện trở
định thiên R

1
trong mạch định thiên trong kiểu phân áp gồm R
1
và R
2
mà Tr
1
mở. Khi
Tr
1
mở thì tụ ngừng nạp và bắt đầu phóng điện qua mạch góp phát của Tr
1
và điện trở
bảo vệ Tranzitor R
3
. Người ta tính chọn các điện trở R
1
, R
2
và Tr
2
sao cho Tr
1
mở bảo
hòa với dòng cực góp là 1.
Vậy tụ C sẻ ngừng phóng điện khi điện áp trên tụ giảm xuống bằng sụt áp bảo
hòa của Tr
1
cộng với sụt áp trên R
3

gây nên bởi dòng mở bảo hoà của Tr
1
; U
R3
= i
R3
,
sụt áp bảo hòa trên một Tranzitor rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua, mặt khác R
3
và I cũng
có giá trị rất nhỏ (1 – 5 mA) nên ta có thể bỏ qua sụt áp trên R
3
. nh vậy thì tụ C phóng
đến điện áp bằng không tại
ω
t = v
t
và do Tr
1
vẩn mở nên tụ vẩn giử nguyên giá trị điện áp bằng không cho đến
thời điểm
ω
t =2
π
. Tại thời điểm này thì U
đb
= 0 và lại bắt đầu chuyển sang dương,
điốt D lại được đặt điện áp thuận và lại mở và Tr
1
lại bị khóa, do vậy tụ C lại được

nạp tương tự như khi
ω
t = 0 và sự làm việc của sơ đồ lặp lại như chu kỳ vừa xét.
Điện áp răng cưa trên đầu ra cũng chính là điện áp trên tụ C và dạng điện áp ra U
RC
được cho trên đồ thị điện áp. Với sơ đồ này thì biên độ điện áp răng cưa không phụ
thuộc vào biện độ điện áp đồng bộ, dạng điện áp ra đã gần giống hình răng cưa và độ
dài sườn trước(giai đoạn nạp tụ) cũng đạt đến 180
0
ta sẻ sử dụng sườn này của U
RC
.
Trong sơ đồ thì R
3
là điện trở hạn chế dòng phóng của tụ C qua Tr
1
mở để bảo vệ Tr
1
,
còn W
R
để điều chỉnh tiến độ điện áp răng cưa cho phù hợp với yêu cầu.
2. Khâu so sánh.
Để tạo ra một hệ thống xung xuất hiện một cách chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ
điện áp răng cưa (cũng là chu kỳ nguồn cung cấp cho bộ chỉnh lưu) và điều khiển đ-
ược thời điểm xuất hiện các xung ta sử dụng mạch so sánh. Có thể thực hiện khâu so
sánh theo nhiều mạng khác nhau, ở đây ta dùng IC khuyếch đại thuật toán và cách nối
hai tín hiệu U
RC
và U

đk
theo cách tổng hợp song song sơ đồ như sau.


ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
22
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
Hình 4.4 :Sơ đồ khâu so sánh
a, Thiết bị của mạch gồm :
- IC
1
là IC khuyếch đại thuật toán có nhiệm vụ khuyếch đại và so sánh tín hiệu
U
RC
và U
đk
. U
RC
là điện áp răng ca có chu kỳ theo điện áp thuận đặt lên các van ở
mạch động lực, còn U
đk
là điện áp điều khiển.
- Điốt D
2
bảo vệ đầu ra của mạch so sánh.
b, Nguyên lý làm việc :
Các điện áp răng cưa U
RC
và điện áp điều khiển R
đk

được đưa vào mạch so sánh
với cực tính khác nhau.
Cụ thể trên sơ đồ ta có U
RC
> 0 còn U
đk
< 0 , IC thuật toán làm nhiệm vụ so sánh
và tại thời điểm
dkRC
UU =
thì đầu ra khối so sánh U
ra
sẻ thay đổi trạng thái cụ thể :
Khi
dkRC
UU >
: U
ra
< 0
↔

α
< 90
0

dkRC
UU <
: U
ra
> 0

↔

α
> 90
0

dkRC
UU =
: U
ra
đổi chiều.
Như vậy điện áp của khâu so sánh là dạng xung có 2 mức bão hào dương và bão
hoà âm .các xung điện pá này được đưa tới
Quá trình này được mô tả trên giản đồ điện áp của mạch điều khiển.
Hình 4.5 :Giản đồ điện áp
3 . Khâu tạo xung.
Để đảm bảo yêu cầu về độ chính xác của thời điểm xuất hiện xung, sự đối xứng của
xung ở các kênh khác nhau mà người ta thiết kế cho khâu so sánh làm việc với
công suất xung ra nhỏ, do đó xung ra của khâu so sánh chưa đáp ứng đủ các thông số
yêu cầu của cực điều khiển Tiristor.Để có xung có đủ các thông số yêu cầu cần thiết
ta phải thực hiện khuếch đại xung, thay đổi lại độ dài xung, trong một số trường hợp
cần phải phân chia các xung, và cuối cùng là truyền xung ra của mạch phát xung đến

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
23
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN
cực điều khiển và katôt của Thyristor. Vì vậy mà ta phải sử dụng một số mạch điện
để thực hiện các công việc đã nêu,các mạch này thường bao gồm:
- Mạch khuyếch đại xung
- Mạch sữa xung.

- Mạch phân chia xung.
- Mạch chuyển xung đến Thyristor (thường được gọi là thiết bị đầu ra).
Toàn bộ các mạch này được ghép chung vào một khâu gọi là khâu tạo xung. tuỳ từng
trường hợp cụ thể mà có thể có đầy đủ các phần mạch riêng để thực hiện đầy đủ các
nhiệm vụ đã nêu, có trường hợp chỉ có một hoặc một số mạch nhất định nào đó
* Thiết bị của mạch bao gồm :
- R
7
, C
1
, D
2
, Tr
2
, Tr
4
có nhiệm vụ sửa xung.
- Tr
3
, Tr
4
, D
3
, D
4
, BAX có nhiệm vụ khuyếch đại và truyền xung cung cấp cho cực
G của Tiristor.
* Nguyên lý làm việc của mạch tạo xung :
- Xung truyền đến cực điều khiển Tiristor dùng máy biến áp xung BAX. Máy
biến áp xung ghép giữa đầu ra của tầng khuyếch đại công suất xung với cực điều

khiển G và K của Tiristor.
- Khuyếch đại xung : dùng tầng khuyếch đại Đalinhtơn mạch khuyếch đại có hệ
số khuyếch đại là :
21
βββ
+=
trong đó
21
,
ββ
là hệ số khuyếch đại của Tr
3
,Tr
4
)
Sửa xung : Khi điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị dương, tụ C
1
sẽ nạp (D
2

khoá Tr
3
, Tr
4
mở bởi xung dương theo đường + U
SS
→
R
7

→
- C
1

→
Tr
3

→

Tr
4

→
-
U
SS
nên U
C1
: U
CC
(+) điện áp đầu ra của khâu so sánh có giá trị âm, đi ốt D
2
phân cực
thuận, Tr
3
và Tr
4
khóa, tụ C
1

phóng điện ( + C
1
)
→
R
7

→
U
SS

→
D
2

→

(-C
1
) tụ C
1

phóng nhanh về 0 và nạp lại với điện áp có cực tính ngựơc lại với hằng số thời gian
τ
= R
7
.C
1
. Do đó Tr
3

và Tr
4
không khóa lại ngay mà dần khóa lại tùy thuộc
τ
, quá
trình đó gọi là quá trình sửa xung.
Xuất phát từ nguyên lý hoạt động của khâu so sánh ta thấy: Khi thấy đổi trị số
điện áp điều khiển U
đk
để thay đổi góc điều khiển α thì độ dài của các xung ra của
khâu so sánh thay đổi.
II . THIẾT KẾ MẠCH KHUYẾCH ĐẠI TRUNG GIAN
Mạch khuyếch đại trung gian gòm các khâu điện áp chủ đạo ,khâu tổng hợp tín
hiệu ,khâu phản hồi âm dòng điện và tốc độ.các khâu này đều sử dụng các vi mạch
khuyếch đại thuật toán kết hợp với các linh kiện liên quan nên tín hiệu ra là tuyến
tính so với tín hiẹu vào thông số qua hẹ số khuyếch đại
1. Mạch khuyếch đại và tạo xung ( mạch tạo điện áp chủ đạo ).

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
24
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH KHOA ĐIỆN

Hình 4.10 : Sơ đồ mạch điện áp chủ đạo
Khuyếch đại thuật toán OA và các điot,điện trở ding để nhận tín hiệu U
0
Vào và tạo
ra điện áp chủ đạo(tín hiệu chủ đạo).
2. Khâu tổng hợp mạch vòng âm tốc độ :

Hình 4.11 :Sơ đồ mạch vòng âm tốc độ

Tín hiệu phản hồi âm tốc độ được cấp từ máy phát tốc (FT) nên cùng trục với động
cơ.tín hiệu này tỷ lệ tuyến tính với tốc độ cơ.

ĐỒ ÁN TRANG BỊ ĐIỆN
25
R20
R21
C
R19
R19
R18
OA
4
OA
3
R23
R22
R
U
R
0
OA
5
FT
R24
+U
CC
+U
CC
-U

CC
-U
CC
-U
CC
U
dkN
+U
dkT
U
cd