điều khiển tốc độ động cơ một chiều
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.25 MB, 87 trang )
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
Ch ơng I
đại cơng về máy điện một chiều
"Trong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vẫn đợc xem là một loại máy
quan trọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát hay dùng trong những điều
kiện làm việc khác.
Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vậy máy đợc
dùng nhiều trong những ngành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ nh
cán thép, hầm mỏ, giao thông vận tải.
Tuy vậy máy điện một chiều cũng có những nhợc điểm của nó nh: so với máy
điện xoay chiều thì giá thành đắt hơn, sử dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo và
bảo quản cổ góp phức tạp Nhng do những u điểm của nó nên máy điện một chiều
vẫn có một tầm quan trọng nhất định trong sản xuất.
Công suất lớn nhất của máy điện một chiều hiện nay vào khoảng 10.000 kW,
điện áp vào khoảng vài trăm cho đến 1000 V. Hớng phát triển hiện nay là cải tiến
tính năng của vật liệu, nâng cao chỉ tiêu kinh tế của máy và chế tạo những máy công
suất lớn hơn."
I. cấu tạo của máy điện một chiều
a. Cực từ chính
!"#$!$%&'#( !)*+,-"
!.#'#( !/'#(0!123-4#5
3.*67893:#);<$.*#5=&>1
3-?# !@(;).)=%A
B+,-"!@+,1*#5)C#*D@
E#5-4-?#)FG#5$H-#;$ !
*-"!;$ !@?#?##8)H#
b. Cực từ phụ
!0@;#2 !")*I>J##5K##D/'#3
!0%13-?#)$ !0&;*+,
,:.#?*+, !" !0@().)=%2
A
c. Gông từ
LA!*I>:!?##D !M%#)=$.
#5=))!%*I3,*?):#M<$.#5HN
%*I3O&-#$.#5=*I)=
b. Các bộ phận khác
-&
- Nắp máy>J.)5-=#P2).#$G#).=*+,
..%#-=#:J##5<$.#5=))!M(Q
&*0#RK#<$.$%@(%1
- Cơ cấu chổi than: >*Q#5!+$.#G,K#
&K#;$.K#)%QS.T;K&U
K#@?P$#K#)#5)H##L#K#&>
+@>#DV)P$"K#.OCW-##DVS.T
*I)"?P;:#
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 1
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
+&2
a. Lõi sắt phần ứng
/'#(*I>*X!<%*I2,3-4#5
Y3@-###Z*67#5=[#;$#3;:#>#J
.K*.*Q#5S.<$3&*T*:$\>-#3
:#T;*+,).
b. Dây quấn phần ứng
B+,#$#5)&*Q#5:+B
+,%1*&E#5<$.#5=YA
,*H#)#-]Z%*I**#5$Q<$.#5)!)HM%
*I*#8*#5T2B+,@#5F)H#$J'#
3
c. Cổ góp
K&YQE#)&)K##DZ*I>K##D*Q#5
S.#D*Q#5#D
d. Các bộ phận khác
- Cánh quạtBI>+:#&#
- Trục máy<$&;'#(MK&+:)K#<$N
%13.?
8)#5P#5#D8)#5$.
2#D-#5S[8:.\+P8&@;$12
:#@#$\)E#2:#@P<$\%
#2:#@
A,P
Y^]]Z_
#5P`
YaZ_
BQ#5Pb
YcZ_
<?P
Y)dZ
e.#$Q#-#>MG-"!M*Q#5-"!)?#5
)D#D-#5f*0
II. đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập
;"GG+5#2?).gG
hfYiZ.;hfYiZ
;"G$&>#>*#j[*:.;@M)"*0hf
YiZihfYZ
e.#;"GM?#)H#G#5#D%#Qf*0;"
G#5;"G#5#>*#j+5#2?)*Q#5$.:
Ghf(I)hf (I).
<$.#>$
N?&M$*d
N?+M)d
iN.gMe
<$.#D$%@>G#J$."..;*j*.M
#8)#5$D#5M%#&>*I5G)PG?#
i?#>*#j:#@.&*H#*:G?#,$P?&#
.$P?GJ:#@&:#@GJ%@E
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 2
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
`
k
h
dm
U
U
.;`
k
lh
%100
dm
U
U
<G A?-
b
h
dm
I
I
Mi
h
dm
M
M
M
φ
h
dm
φ
φ
Mm
h
cb
R
R
M
h
dm
ω
ω
.;
h
o
ω
ω
a#5E:#@GJnoM..#>".G
#J#5
<?G#5#D-"!)-"!C@?
-AJ#o[
.
M)H#G-A)G?
9
MQ)H#G-"!?##8?GJ
*
<$P?#5$[GJm
aH#G#5#Dm
h
dm
dm
I
U
!"#$%#%&'"(%)*+
^##5#D&A,
)AIH)#5-AK#T
:-"!%(..)H#:MOG@E#
G-"!..YU9N9Z
^##5#D&A,-AHT:#5)
:-"!@().##D)H#YU9NpZMO
G@E#G#5#D-"!
a. Ph¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬
<g.GU9N9)U9NpM&>)#8G$T1#5:
`
hqrYmrm
s
ZbMYpN9Z
<$.&
`#5YaZ
q
#5YaZ
m
#5$[:Y
Ω
Z
m
s
#5$[0$.:Y
Ω
Z
b
*Q#5:YcZ
aH#mh$r$
s
r$
r$
M
$
#5$[*M
$
s
#5$[ !0M
$
#5$[#8SOK#
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 3
q
UT9N9WG?#*
G-"I..
b
-
q
m
s
m
-
`
t
-
UT9NpWG?#*G
-"!
`
-
m
-
b
-
-
`
t
m
s
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
W#5qG@SPg.#>
qh
ωω
π
Φ=Φ K
a
pN
.2
MYpNpZ
<$.&
?A# !"M
e?*X*0*M
?A#:..M
φ
!A-"!*H# !M]
M
?&M$*dM
^h
a
pN
.2
π
5?,:.G
e8#>*#j#5g.?+Y)QdOZT
qh^
g
φ
MYpNuZ
ah
55,960
.2 nn
=
π
aT)qh
n
a
pN
Φ
60
;^
g
h
a
pN
60
U5?#5GM
^
g
h
K
K
105,0
55,9
≈
<!YpN9Z)YpNpZ&
h
t
t
t
I
K
RR
K
U
f
Φ
+
−
Φ
YpNvZ
w#>YpNvZG$T;"G#5G
i;-.g#5!i
G@SP[#
i
h^
Φ
bYpN7Z
W$bh
ΦK
M
dt
<#$Pb
).AYpNvZ@
h
dt
f
M
K
RR
K
U
2
)( Φ
+
−
Φ
t
t
YpNxZ
e8=+K,G)K,3T.gG$$0G1
.g#5!M-o#5iei
hi
G
hi
h
M
K
RR
K
U
f
2
)( Φ
+
−
Φ
t
t
YpNyZ
G$T;"GG#5#D-"!
L#J#8J@IM!A
φ
h.MTG$T
;"G#5YpNvZ)G$T;"GYpNyZ8"PO
@#>*#j$TU9Nu)U9Nv2%z
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 4
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
<g.P$M-#bh6.;ih6&
h
o
U
=
^
t
MYpN{Z
.
*@E#?-AJ#o[GQ-#h6&
bh
nm
f
I
RR
U
=
+
t
MYpN|Z
aih^
b
hi
MYpN96Z
b
Mi
@E#*Q#5(:).g(:
i;-MG$T;"YpNvZMYpNyZ}&>@)#8[*:
h
=
o
K
RI
U
^
t
MYpN99Z
h
=
o
K
RM
U
2
)(
^
t
MYpN9pZ
<$.&mhmrm
s
Mh
^
t
U
M
M
K
R
I
K
R
2
)(
=
=
t
M
@E#0?)H##$Pi
<&>#>*#j;"G#5);"G$.5G)PG?#M)H#
#D-#5!APY
h
ZM
<$.&
h
o
Mb
h
*
I
I
Mi
h
dm
M
M
Mm
h
cb
R
R
M
Ym
h
dm
dm
I
U
@E##5$[GJZ
<!YpNv6)YpNyZM)#8;"G#5);"G[G)PG?#
h9Nm
b
MYpN9uZ
h9Nm
i
MYpN9vZ
b. Xét ảnh hởng các tham số đến đặc tính cơ
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 5
b
i
.
t
UT9Nu;"G#5
G#5#D-"!
.
UT9Nv;"G
G#5#D
-"!
i
i
b
b
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
<!G$T;"GYpNyZ,&?J[8;"G
<!A
M#5)#5$[G<@S3J[
!?&
b1. ả nh h ởng của điện trở phần ứng
L#J#8`h`
h.)
h.
i?K##5$[:?##5$[0m
s
).:
<$.$%@?-AJ#o[
.
h
const
K
U
dm
dm
=
*
YpN97Z
;"G
var
)(
2
=
+
=
=
f
RR
KM
t
MYpN9xZ
^#m
s
H=;"G*?ứ)H#m
s
h6&
;"G #
t
R
K
dm
TN
2
)(
=
YpN9yZ
<e
&#$PH,;"G #&G,J%
;"G#5$[0
e)-#K##5$[0m
s
@E;"#8$[&*:
TU9Nvứ)H#0J#i
.&M8m
s
HT?G
#JM%#*Q#5(:).g(:}#J.N
%#%f*0G>:8*Q#5)#DV?
G"*H#?GGJ
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 6
.
<eYm
Z
m
s9
m
sp
m
su
i
i
m
sv
UT9N7;"G#5#D-"
!-#K##5$[0:
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
b2. ả nh h ởng của điện áp phần ứng
L#J#3!A
h
h.M#5$[mh.^#K#
#5g.H#J.)H#`
M&
<?-AJ#
var=
=
dm
x
ox
K
U
;"G
const
R
K
=
=
t
2
)(
e)-#K##5;).G@E;"G
..)H#;"G #TU9Nx
<,$1-#K##5Y#JZT.g(:M*Q#5
(:G#J)?G}#J)H#0J#,
PB.&G}@f*0>#DV?G):
8*Q#5-#-[#
b3. ả nh h ởng của từ thông
L#J#8#5`h`
h.#5$[mh.
i?K#!AK#*Q#5-"!b
-
G
<$.$%@
N<?-AJ#
.S
h
var=
x
dm
K
U
M
N;"Gh
var
)(
2
=
t
R
K
x
B.,:.G#5M 8%#DV#J!Ae-#!
A#JT
.S
~MQ#J<&E;"G)H
.S
~*)
;"#J*-##J!A
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 7
UT9Nx;"GG#5#D
-"!-##J;).G
p
9
<e
.
.9
.p
.u
i
u
iYbZ
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
<,$1-#K#!A
BQ#5(:b
h
const
R
U
dm
=
t
i.g(:i
h^
S
b
h)$
;"G#5);"GG-##J!A@#>*#j
$U9NyM
aH#*:.g0J#i
"@)H#8)#5GT-#
#J!A?G~YSgTU9NyZ
!"#,-
U\$:#G#$.g+@#D)H#?+
<$.,J$:#\MG#5)#5[8
G#5#D-"!&$:#\U\##M\
@)\~
c1. Hãm tái sinh ( hãm trả năng l ợng về l ới )
U\##SJ$-#?+GHG?-AJ#oN
[^#\##q
MG)#5#5..)H#H#
W.)H#)H#8GM*Q#5).g\\K##D)@SP
g.#>
0<
=
=
R
KK
EU
I
o
h
m
tt
MYpNu{Z
i
h^
b
6
<$P?\H*.8-#1)H#.g0J#G,J
S,T5?)#5KP)H#?
.
.
aTG?#*:G)X-AK#G$T;"
GG AYpNyZ.g&#$P
%;"G[$:#\##1$.&#)
;z.:
<$.$:#\##M*Q#5\K##D)A,@$J
)DH##5&#$PhYqN`ZbG\-#8,)TG
#$#5~2"
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 8
UT9Ny;"G#5YZ);"GYZG#5
#D-"!-##J!A
i
i
p
i
9
i
dm
i
0
01
02
0
01
02
2
1
<e
I
Inm
Z Z
2
1
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
c2. Hãm ng ợc
<$:#\@GSJ$-#*H#*0
~"4$.>.;*..g8~+@
#D)H#.g#5!Gi.g#$[#GM-#&?:#
>G,JS,
e.##\$Q&\~
III. các nguyên lý điều chỉnh tốc độ động cơ điện một
chiều
aDG*#5#DV?MG#5#D&#D)#5G.
)H#.:#G-M-A2&&-J~#DV?*j*
,$O: M:#D-#>G#JG%#:#:,@
#DV.$.#J##DV?$
< 8&#GGJ>#DV?G#5#D
N#DV#5,.G
N#DV#5,.:-"!G
,$O 5$D#DV?G#5#D
.#%}K##8K#,.:G
.;:-"!G.8$.A#5f*0?.:##8
K#"
Nw#8K##5GG,-3.#D.;
#5-8:#Yi^Z
Nw#8K##5!^8:#!Y^<Z
Nw#8K#V*XV<$#.$Y/<Z
Nw#8K#S#D<$#.$.;$#.YwwcZ
<G)H#)#5f*0#8K#&5$D
NU5$DNGYNZ
NU5$D#5-8:#NGYi^NZ
NU5$D-8:#!NGY^<NZ
NU5$DV<$#.$NGY<NZ
NU5$DSNGYcNZ
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 9
A
.
N
.
.
i
i
UT9N{;"G\##G-"!
q
`
b
`
q
b
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
<g.,$O:#D-#>5$DM#DV?G
#5#D&.:##D-#>g.:-"Y&5$D#DV
Z).:##D-#>:[Y5$D#D-#>…[†ZU5#DV
$D#5&,$O:M&,@#DV.)#J#
#DV$G.)H#5$D…[†
e.#$5$D#DV?G#DQ@
.:#g.$D&J.#D+)-AJ.#D+%#n
).G\MJ.#D&$D)#5[&M
#&)?&
<$.:)#0MO#",K+M}
",$#5<N
./)0&1++
>#DV#5G#5#DP
#5#D-"!MV#D-#>))#8
P&~#8~@#5S.#D#D&
#5q
#DV@%"#5#D-#>`
-
a&A,
2:.)H#GM#8K#$[$.m
)#5J/
--A
ë8S&>)#8@G$T;"5?
q
NqhbYm
rm
Z
h
t
t*
I
K
RR
K
E
dm
b
dm
b
Φ
−
−
Φ
MYuN9Z
β
ωω
M
U
dko
−= )(
aT!AG@#2-AK#;"G}-A
K#MQ?-AJ#o[Tn).#$P#5#D-#>`
-
5?M*.&&>&#G#DV$#5>
>SP#J##DV?>o$1?H,5?P
;[#;"GGJM;")H##5P)!
A}@#2[#$PP<?=,#J##DVP#H#:
[#)D#??))D.g-[#^#.gJ#PT
#$PH,)=,?
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 10
Z
m
t
m
`
`
-
/^
ww
q
Y
**-
Z
q
t
b
Z
UT9N|WG-?#)G$8[8
S
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
β
ωω
dm
o
M
−=
maxmax
MYuNpZ
β
ωω
dm
o
M
−=
minmin
>.J\-J~+J#T;",,#J##DVJ#&
.g(:
i
#
hi
S
h^
i
i
M
<$.&^
i
5?+J#)D.gaTE;"G%z
..Mg.P)D;"G&>)#8
)1(
1
)(
minmin
−=−=
M
dm
dmnm
K
M
MM
ββ
ω
M
Bh
1
1
/)1(
max
max
−
−
=
−
−
M
dm
o
dmM
dm
o
K
M
MK
M
βω
β
β
ω
MYuNuZ
iG,0>T#$P
.S
Mi
Mi
i
SPM)T):)#
#DVB08").#$Pβ^##DV#5
G1#8P#DVT#5$[K:
,-.J##5$[GB.&&>G@
10/.
max
≤
dmo
M
βω
aT8)H#J#&;".g-AK#T#$P:)##DV?
}-A)@+96?#)H#&.)D#J##DV)
"S*$T?)#5T)#5f*05?…[†$-A
.J\@
<$.:)#0J#.3&>.#;"G$D
#D-"!8"^##DV#5T
;"G$..#J##DVM*.&0?G?#•:
#$PH,:#;",,#J##DVM&#-M8:#
;"G,,#J##DV#??-A)@+#$P#?
.3$..#J##DVW#?G?#?[;"G,
,
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 11
-#
-9
iMb
i
i
#
#
.#
S
.S
U#9N96ƒP:)##DV
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
minmin
minmin
oo
o
s
ω
ω
ω
ωω
∆
=
−
=
M
.
min
cp
o
dm
s
M
s ≤=
ωβ
YuNvZ
aT#$Pi
M
.#
M
SP&>"@#$P?##>
;"G..#?-A)@+#$P.3>)#5M
$.?$%@S* 5$D#5-#>)Q-"
<$.?+$T#DV#5T!A-"!@#2
M*.&.gJ#.35•-AK#
i
h^
Φ
b
hi
:)##DV?).g1$.T2.[#%
zh
Mihi
)$0.:<K.~@"K.$.
:8=+K.-AK#$.5
q
hqrbYm
rm
ZM
bq
hbqhb
p
Ym
rm
Z
e8;m
rm
hmT#5,#8K#~@5•
2
2
)(
φ
ω
ω
η
K
MR
RIEI
EI
+
=
+
=
ttt
tt
t
M
***
*
RM+
=
ω
ω
η
t
^#)#5[8S&.g*.G#$O1
.gJ#$$0ihi
)O.#;"G0J#i
hY
Z
S
T
1***
*
)(
−
+
=
x
R
ωω
ω
η
t
MYuN7Z
UT9N97AJ+5#2#5,)?)#5$.$%@
;"J#-#DV?1K##5$,
"@$.$%@.gJ#1?$..#J##DV}
,$1-A?##5$[0).:)T)•#J
->#5,5
./)0&1(2%#
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 12
UT9N97‡5#2#5,$D)?)H#
.:#J#-
ƒhN9
ƒh.
t
η
9
9
.
i
i
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
#DV !A -" " G #5 #D #DV
.g#5!Gih^
Φ
b)#5+Gqh^
Φ
i:-"!G:#8M)T)5#DV!A}5
#8
dt
d
rr
e
i
k
kb
k
k
φ
ω
+
+
=
MYuNxZ
$.& $
-
N#5$[*+,-"!
$
N#5$[#5-"!
-
N?)Q**+,-"!
<$.8S&+5
kb
k
k
rr
e
i
+
=
_
Φ
hsˆ#
-
‰
<%-##DV!AT#5@#21#$P
PM*.&;"G,,$.)I#DV!A";"
G#5PM!AP)@E#;"GJYA#
-#";"G #GZ<?H,#J##DV!
AP:8[#-J~>:K^##J!A>
~?+GT%##D-#5>:K&}P
S,#M)T)>JJ.#D-#5>:T%TJ##J*Q
#5.3M-8+J.g.3$$0G#J$,
MJ-##2*Q#5T;"G}#J
$,-##J!A-""
t
R
K
2
)(
φ
φ
φ
=
β
hY
Φ
Z
p
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 13
t
S
ii
Š
-
UT9N99ZWG8_Z;"#DV-##D
V!AG_Z‡5Y#
-
Z
/
-
$
-
b
-
‹
-
$
-
b
q
Z
;"GJ
Z
/
-
Y
-
Z
#
-
‹
-
6
Z
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
B.#DV?1#J!A?#)H#G!
AP1[K#8##2)I8"))I\..;"
!.T&>.#)#5#DV8")1?0).A?
-8,#5
k
kb
k
e
rr
C
iC
+
== .
4. truyền động Thyristor - động cơ một chiều (t - Đ) có đảo
chiều quay
B.V<$#.$*X*Qg.#D)V#D-#>@-#[M
Q-&g.#5H#.$D)X #5J.#D-&-~)
:G$DNGQ,$O: },$O
:#D-#>5$D<NJ.#D&..)&.#
#D-#>;
&#(GJ>S* 5$D<NJ.#D
NL#2#D*Q#5)J.#D*Q-"!G
NL#2#D*Q-"!)J.#D*Q
Trong thực tế, các sơ đồ truyền động T-Đ đảo chiều có nhiều song đều thực
hiện theo một trong hai nguyên tắc trên và đợc phân ra làm năm loại sơ đồ chính:
UT<$D*I#8K#,.)J.#D+
1J.#D*Q-"!
UT<$D*I#8K#,.)J.#D+
1A(G>:[Y!A#2-AK#Z
UT<$D*I##8K#,.#D-#>$#
UT*<$D*I##8K#?#..@#D-#>
UTg<$D*I##8K#?#g.G3.#D-#>
Mỗi loại sơ đồ đều có u nhợc điểm riêng và thích hợp với từng loại tải và yêu
cầu công nghệ:
UTBI.A,H$,"J.#D
UTBI.A,=M?J.#D,
UTBI.E##J#A,&?J.#DH
UT*)gBI.#J#A,)!)H&?J.#D.M.)H#
.:#$T& #5J.#DG:#&-"H-D
aD(S* :#D-#>M&>##.:#"#D
-#>$#)#D-#>Y@$T-4$.GZ
eS3
#>K#5<N.M-A)*j
.*.)*X&5?-8:#A,$,.M#D&$,
#5.)#5#85? #DV#D)Q>.,N
@;"");"5?
e@#>5<N*.)*X&"#8M*:#5
V$&#:.MK,0$.#5M)[$D
&A,HQS,*:#5)H#S.#DU5?
A,.5&#,
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 14
Z
<
<
e
e
Z
Z
UT9N9pG$D<NJ.
#D
*Z
gZ
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
Iv. mô tả toán học các khâu trong hệ điều khiển tốc độ t-đ
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 15
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
1. S¬ ®å cÊu tróc chung cña hÖ ®iÒu khiÓn tèc ®é t-®.
trong ®ã:•?#@#D-#>G#5#DYiZe&~@
!#8K#)>G~$D.JS,
•w#8K#YwwZ&>#5#D.;#8K#
#5fVM#8M#DVSM)&)0
Nw#8K#~@#5*:~@-.I@)H#J
S,
N<$D"#5#D-#>>#D-#>A?$i*Q#5M
#5MA,
•w#DVm"#5).#5$:# i
)H#"#5;<"#5#5@m-8:#):.~#D
-#>
w#D-#>%-MbMbB?.;G
•w.%/&*0.%:#@$i#5
M?M*Q#5MO@J#)D.)H#:#@;M"#5J
#@#?*:
NJ#*G"#5J#I#D)H#"#5:.
NJ#"#5J#@#D)H#"#5:.
NJ#D"#5J#$.+$T+
NJ#"#5J#$.+$T+}
$.+$TS
3245$'6%5
L#J8G#5#D
7%8)*+$%#%&
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 16
i
q
m
-
M/
-
^e
w
„
b
t
`
t
#
-
`
-
UT9N9vL#J8G
#D
UT9N9v;"GG#5
#D
UT9N9uWG,$O5<NJ#?
m ww i
/
`
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
^#;*+,-"!#5`
-
.&T$.*+,-"!•
&*Q#5b
-
)
*.&:!•&!A
φ
<#8&;#$P
#5`:T$.*+,•&*Q#5b:+
<G#2*Q#5O)!A-"!:..g#5!M#
$P.g#5!@"
IkI
a
Np
M
.2
'
φφ
π
==
MYvN9Z
<$.&
•
?A# G
e?*X*H# !
?:..*+,
a
pN
k
.2
π
=
5?-8,
i.g#5!-3..++$0M*+,+3
+!A)$.*+,J#5
ωφωφ
π
.2
'
k
a
Np
E ==
MYvNp6Z
<$.&?&$..$
<$.8SM&>"@?+G$T1#5
φ
ω
-
t
RU −
=
MYvNuZ
$.&m
#5$[:G
aH#G$TYvN9Z)YvNuZ&>)•@E;"GiYZ
G#D!A-AK#YTvNpZ
97%%$%#%&
b1. M« t¶ chung
e8A?G-AK#T&>)#8@G$T
AJG8TYvNpZ
i:-"!&##8*Q#5-"!#
-
)!A
Φ
0#
8[#%.!.'#(
`
-
YZhm
-
b
-
YZre
-
Φ
YZMYvN7Z
<$.&
e
-
W?)Q*-"!_
m
-
#5$[*-"!
i:
`YZhmbYZr/bYZ
±
e
e
YZ
Φ
YZrqYZ_YvNxZ
U.;*:*Q#5
)]()()([
/1
)( pEpppNU
R
pI
Np
−±
+
=
φ
t
t
<9
<$.&
/
#5J:
e
e
W?)Q*-"!?##8M
<h/
dmU1?%##:
G$T>5?
iYZNi
YZhŽMYvNyZ
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 17
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
<$.&Ž.g+">+?#)H#$0
G
<!G$T$@G,$OG#D
TY9N97Z<,$1G,$O#8:M$.".
*0%*IAT8".+#>)#5$H8E#>
)#5KP)8"..:;"!.);".gJ#
TY9N9xZ
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 18
i
φ
`
-
•
•
`
•
i
t
t
9
τ
+
R/1
k
N
M
N
k
pN
1
^
jp
1
k
k
N
P
UT9N97WG,$OG#5#D
UT9N9x<8"..:;"!.);"J#
i
w
i
w
w
Š
#
-
b
^
-
Φ
.
Š
Φ
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
*?;"!.);"G.gJ#GY=+#5
@!$jZ
koO
I
k
k
I
k
,
φ
φ
∆
∆
=
Bcb
M
c
K
B
ω
ω
,
∆
∆
=
<:##>)#5S`
.
M*Q#5b
.
M?
+
w
M#5-"!`
).gJ#i
w
w#8#=:#@$N
G`YZMbYZMYZM`
-
YZMb
-
YZM
Φ
YZM)i
YZ
?#)H#G#5#D-"!Ye
e
h6ZT&>)#8G
$T
i:
U
o
+
U(p) = R[I
o
+
I(p)] + pL[I
o
+
I(p)] + K[
Φ
o
+
Φ
(p)].[
B
+
(p)
M YvN{Z
i:-"!
U
kto
+
U
kt
(p) = R
kt
[I
kto
+
I
kt
(p)] + pL
kt
[ I
kto
+
I
kt
(p)] M YvN|Z
G$T>GE
K[
Φ
o
+
Φ
(p)][I
o
+
I(p)] - [M
B
+
M
c
(p)] = j
p
[
B
+
(p)]M YvN96Z
e8=+)AI3.T!G$T$&>)#8@N
G$T#?
U(p) - [K
B
Φ
(p) + K
o
(p)] = R
I(p)(1+pT) , YvN99Z
U
kt
(p) = R
kt
I
kt
(p)(1 + pT) YvN9pZ
KI
o
Φ
(p) + K
Φ
o
I(p) -
M
c
= jp
(p) , Yv9uZ
UT9N9y$TG,$O\@8".g.G$T
YvN99ZYvN9uZG#5#D-"!
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 19
U
k
UT9N9yWG,$O8".
M
C
•
•
M
I
U
I
t
t
<9
+
R/1
^
.
w
jp
1
^
.
^b
.
^
w
^
^
k
k
pT
R
+
1
/1
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
b2. Tr êng hîp khi tõ th«ng kÝch tõ kh«ng ®æi
^#*Q#5-"!G-AK#M.;-#G@-""
1)fT!A-"!1?
^
Φ
h.h
U(p) = RI(p)(1 + pT) + C
u
(p) , YvN9vZ
C
u
I(p) - M
c
(p) = jp
(p) , YvN97Z
WG,$OG-#!A-AK#@>#5$T9N9{
w1G:#?G,$O&GET9N9|M$.&
;
U5?-8:#G^
h9d
M
U1?%##GE
j
R
T
c
2
t
=
MYvN9xZ
1
)()(
)(
2
++
+
=
pTpTT
C
pM
R
pTpU
PI
cc
u
cc
t
t
MYvN9yZ
<!#>YxN9yZ&G,$OE
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 20
UT9N9{WG,$O-#!A-AK#
•
i
b`
Nq
t
t
<9
+
R/1
u
C
jp
1
Z
1
2
++
pTpTT
K
cc
d
t
1
)1(
2
2
++
+
pTpTT
T
R
cct
t
t
Z
1
2
++
pTpTT
p
R
T
cc
c
t
t
1
2
++
pTpTT
K
cc
d
t
UT9N9|G$OE
Z<g.?Z<g.*Q#5
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
Ch ơng ii
Tổng quan về bộ chỉnh lu - mạch động lực
"Trải qua nhiều giai đoạn lịch sử đợc đánh dấu bằng sự ra đời của Thyratron
vào năm 1902 , do John Fleming , kỹ s ngời Anh sáng chế , Trensistor vào năm 1948 ,
do hai nhà vật lý ngời Mỹ John Bardeen và W.H. Brattain, sáng chế và Thyristor năm
1956 , do nhóm kỹ s của hãng Bell - Téléphone sáng chế , đến nay ngành công nghiệp
điện tử của các nớc phát triển đã chế tạo đợc những thiết bị bán dẫn công suất lớn
hơn điôt , thyristor, triac transistor chịu đợc điện áp cao và dòng điện lớn ; và cả
những thiết bị bán dẫn cực nhỏ nh vi mạch , vi mạch đa chức năng , vi xử lý và những
phần tử tham gia trong mạch điều khiển các thiết bị bán dẫn công suất nói trên."
Trong ch ơng này chúng ta sẽ đ ợc tìm hiểu về các vấn đề sau :
- Tổng quan về phần tử bán dẫn Thyristor
- Giới thiệu về bộ chỉnh lu
- Tính chọn mạch động lực
- Tính chọn mạch bảo vệ
:phần tử bán dẫn công suất Thyristor
;<=>'0
<$#.$#8PvH*X
9
e
9
p
e
p
:.-o#5$
T)ccA_^A_L #D-#>
./)0)>=
^#;<$#.$*H##5#DMA?#). *GMA?#).
#5M
9
)
u
@ M
p
P @L.
#5;;3
p
#5$%#:#q
#
p
&#D!e
9
H
)D
p
#5$%.:#I#D)H#q
#
M-A&*Q#5J+
<$#.$;*I&@;*H##5
?3@A
e8.S#5*G`
). LY*G.)H#^ZM
#5f!e
p
:+
p
8M?"OJ).`
)T
*Q#D-#>b
Jg.:L
u
^L_QH#5fM
PO#5$%K@;3
p
.).)I>#8M
O@~?M~HM\#-8fW#M:.
2#5f *.H#W?#5fH#@#J#&:##(
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 21
L
^
c
q
#
u
p
9
e
p
p
e
9
9
L
^
c
UTpNpWG-"#5)G,$O<#$#.$
§å ¸n tèt nghiÖp®iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu
fW#$.)I>#8^8+JJ*DS,
#5#D#5fJ).e
9
M+
9
)8 *G#5
.#M#5@*X#5.:‘
p
$[;3*X#5M(!
#>.&[S+ L$#$#>$.;3)H#?
-.J
scm
µ
100/1
#5$[<$#.$M-.J966-
Ω
-#Q[$:#-.M$[
-.J6M69
Ω
-#<$#.$[.*QJ+
<%##[
.
%##>#8*Q#5"J$.
<$#.$M"!%##>&*Qb
). #D-#><%##[
<$#.$-3.*#-.J
s
µ
10
?A
i-#<$#.$\[T #5*#5"#5#D-#>b
-AQ
#82>-.<$#.$M&#
- /#J*Q#5)#5bS?*H##$P*Q*$Tb
U
YU.*#
$$gZM.;
- ;#5@<$#.$Y#5%*IZ
^#;#5@<$#.$`
c^
•6M#;3‘
9
)‘
u
P N
@M‘
p
#%@ e2#5fM$H%##>J. "`
c^
M
&;:#
9
Me
9
M
p
M#%J.#D$TM:.*Q#5@J
!A)DAM)D #5.#
wK#+$TM!
.
8
9
M*Q#5@-HM&‘
9
$#‘
u
$[
#5Q:#"#5fPI#2#;3‘
9
)‘
u
M#5@
-8•O"*#.88Mw#%‘
p
-A#0:#",
;3#D-#>
<%##-.
.ss
"!-#(S,#5*Q#5@Y
.
Z.8-#
*Q#5@1-AY
p
Z,-.J%##&8;#5
<$#.$M<$#.$}-A[
.ss
-3.*#-.J)#0
s
µ
<$.,-n$%@.}-A@;<$#.$*H##5-#
<$#.$P-.M8-AM&>&G(:
a&A
<$#.$[r`
c^
•6hh€<$#.$-.
!"B?C$A
;"aNc<$#.$v.:.:9)H#$:#-.
<$#.$MV&*Q#5$QJ+<$#.$^#~`8`
Y#5>
Khoa ®iÖn - Ngµnh §o Lêng_Tù §éng Hãa trang 22
UTpNu;"aNc<#$#.$
b
u
b
p
€6
b
9
h6
#
9
Š
`
‚
v
p
u
b
U
`
*9
`
#
Š
b
U
`
`
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
$:#ZM(+$T~$[&*Q#5M<$#.$>
$:#[
.:p)H###.:
p
<$.##.:C#N
@~=*Q#5)H#@#JH#5;$<$#.$
.:pQ@E#.:#5$[
.:u)H#$:#[f<$#.$^#J;3\$[
*X#5BQ#5J+<$#.$VQP:8[##5$[:.#
#5$G#$<$#.$$,=M-.J9a<$#.$@#2[$:#[
!.#QHGb
U
Y*Q*$TM.*#$gZ
.:v)H#$:#<$#.$P;*H##5@BQ#5@$,
=M-.J)#0ce8~`8`
T*Q#5@~\#5M
;3PEM$#.$P=
w1.2b
6@E;"aNc)H#`
=
*#
II. Tổng quan về một số bộ chỉnh lu
Trong mục này chủ yếu chúng ta sẽ nghiên cứu về một số bộ chỉnh lu có điều
khiển, đặc biệt là bộ chỉnh lu cầu. Nhằm phục vụ cho nội dung chính của đề tài. Các
dạng khác của bộ chỉnh lu, chúng ta có thể tham khảo ở tài liệu" Điện tử công suất-
nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật" để đợc biết rõ hơn.
#D1)%+EFA
<S3u$%@G
- ^#0J#:V$[
- ^#0J#:V&",#5J
- ^#0J#:VG#5#D
a. Chỉnh lu cầu một pha dùng Thyristor với phụ tải thuần trở
a1. Sự hoạt động của mạch và sự biến thiên của điện áp và dòng điện chỉnh l u.
<$.GTpNv*Iv<$#.$<
9
M<
9
M<
p
M<
p
<$#.$
@#D-#>1S*Q#5#D-#>G#
L9
M#
L9
M#
p
M#
Lp
<A%S*Q#5@,!SY-A
)$.TZ
i:V@,!S.#D+#8)H##5
,
p
h`
p
#h
2
`
p
#
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 23
+
p
m
e
`
*
i
#
*
#
Lp
#
Lp
#
L9
#
L9
<
9
<
p
<
9
<
p
w
c
Z
2
*
hN
p
*
h
p
#
*
#
*
#
<p
#
<9
<9
p
#
LpM
#
L9
#
L9
M#
L
p
#
L
Z
UTpNvWG*Vt*I#$#.$)H#0J#$[
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
S#D-#>#
L9
M#
L9
M#
LpM
#
Lp
&I-n)H#
p
S,#5-A
%#)H#
p
Y-AZ
S#
L9
M#
Lp
S,#5
p
&
MQS#
Lp
M#
L9
S,#5
p
&
r
YTpNvZ
<$.f-n
p
MY6
ZM
p
6M$#.$<
9
M<
p
@
B.&:#h
Y&#
L9
M#
Lp
ZM$#.$<
9
)<
p
[/O&
*Q#5#!#>c+<
9
8#>i+0J#8#>e+<
p
)D#>w
<$#.$[.8-#h
<:#h
M
p
h6BQ#5+
$#.$}1-AY)T[:$[*Q#5I)H##5Z)
$#.$( #
<$.%##$#.$[Y
Z#5VY#5#2
#0J#Z
*
h
p
h`
p
#M
BQ#5+<$#.$<
9
)0J#
sin
2
1
R
U
R
u
ii
md
Thd
===
Q#5$<$#.$<
9
<9
h6
Wf-n#
p
Y
p
Z
p
6M$#.$<
p
M<
9
@
B.&:#&
r
Y&#
Lp
M#
L9
Z$#.$<
p
M<
9
[MO&*Q
#5#!#>w+<
p
8#>i+0J#8#>e+<
9
)D#>c
<$#.$[.8-#hp
<:#hp
M
p
h6BQ#5+
$#.$}1-AY)T[:$[*Q#5I)H##5Z)
$#.$( #
<$.%##$#.$<<M<
9
[M#5VY#5#2#
0J#Z
*
hN
p
hN`
p
# M)*Q#5+0J#)$#.$<
p
sin
2
2
R
U
R
u
ii
md
Thd
===
aH# [<
p
)<
9
M
h
w
)
e
h
c
/O$#.$<
9
)<
p
0
2
1
<=== uuuuuu
BAMATh
M
0
2
2
'
<=== uuuuuu
BABN
Th
B.&$#.$<
9
M<
p
-.:#Y#
<9
h6ZM ) [A#
$#.$*X8 -. #A#$#.$-)%.
#8#
*
M#
*
)
<9
&*:TpNv
<!%.*Q#5#
*
,$1$.:V0J#@,
#5g.8#.:
a2. Các thông số của mạch chỉnh l u cầu một pha dùng thyristor khi phụ tải
thuần trở.
NL#$P$T#5V
duU
d
do
=
2
0
'
2
1
!%.
*
TpNvM&
=
2
0
2
'
2
2
m
do
UU
#*h
)cos1(
2
+
m
U
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 24
Đồ án tốt nghiệpđiều khiển tốc độ động cơ một chiều
<$.&`
p
N##5,#8
<*j*,$1-#
K#!6ữ
T`
*.
K#!
m
U
2
2
86
B.&&>#D-#>`
*.
1K#
- Điện áp ngợc cực đại trên mỗi Thyristor U'
ngmax
:
<!%.
9
TpNv$`
S
h`
p
-#&[
<$#.$
dp
e8
dpT`
S
h`
p
#
- Hệ số nhấp nhô của điện áp chỉnh lu:
do
dd
o
U
uu
K
'
minmax
'
2
=
?#)H#:V
*#
h6M
*S
hp`
p
-#
dp)
*S
h`
p
#
-#
dp
B.&-#
dpM&
)cos1(2
)cos1(2
0
2
2
'
+
=
+
=
m
m
o
U
U
K
^#
dpM&
)cos1(2
sin
)cos1(2
sin
2
2
'
+
=
+
=
m
m
o
U
U
K
NL#$P$T*Q#5+J#
)cos1(
2
'
+==
R
U
R
U
I
mdo
d
- Trị số cực đại i
max
, trị số hiệu dụng I và trị số trung bình i
o
của dòng điện
qua mỗi thyristor:
<!%.*Q#5#TpNv&
R
U
ii
m
d
2
maxmax
==
M
=
tdiI
Th
1
2
2
1
^##>
R
tU
i
m
Th
.sin
2
1
=
@
cos.sin
2
+
=
R
U
I
m
M
Khoa điện - Ngành Đo Lờng_Tự Động Hóa trang 25
