Đồ án: "Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 3 pha " pdf

Trờng Đại học SPKT Nam Định
khoa điện - điện tử
bộ môn kỹ thuật điều khiển
Đồ án tự động hóa
Sinh viên thực hiện: Trn Duy Cng
Lớp : CK-ĐTĐ 11
Nghành đào tạo : Công nghệ tự động
Tên đề tài : Điều chỉnh tốc độ động cơ điện không đồng bộ 3 pha
Ngày nhận đề : 7-10-2010
Ngày nộp đồ án : 27-11-2010
Nhiệm vụ của đề tài:
- Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ
- Lựa chọn phơng án mạch lực và mạch điều khiển
- Tính các phần tử mạch lực và mạch điều khiển.
Kết quả cần đạt đợc:
Bản thuyết minh đồ án môn học
Ngày tháng năm 2010
Khoa điện - điện tử
Nguyễn Đức Hỗ
Bộ môn kt điều khiển
Phạm Văn Chính
Giáo viên hớng dẫn
ThS.Phạm Thị Hoa
1
Lêi nãi ®Çu
Việc tìm ra và phát triển nguồn năng lượng điện có thể nói là một sự
kiện vĩ đại nhất của con người, mà cũng chính nhờ sự kiện vĩ đại đó mà đã
khiến cho thế giới thay đổi hoàn toàn: thế giới chuyển từ hình thức lao động
giản đơn lên thời kỳ đại công nghiệp, sức lao động được giải phóng, năng
suất lao đông tăng cao… con người dần làm chủ thế giới.
Và một trong những công cụ đắc lực nhất giúp đạt được những gì như

ngày hôm nay đó chính là máy móc. Kể từ khi máy móc được phát minh ra
thì ngay lập tức nó đã được ứng dụng trong hầu hết mọi lĩnh vực của đời
sống từ những cỗ máy công suất nhỏ chỉ vài mmW tới hàng nghìn W,đặc
biệt là trong công nghiệp thì nó là tất cả.
Nền công nghiệp càng phát triển thì kèm theo đó điều kiện cần là máy
công nghiệp cũng phải hiên đại hơn. Và những đặc điểm về các mặt như tốc
độ quay, độ tổn hao, công suất… của các máy này cũng ngày càng được
quan tâm hơn theo hướng điều chỉnh sao cho phù hợp với yêu cầu sản xuất
và mang tính đồng bộ hóa cao.
Trong cuốn đồ án này em đã tập trung đi sâu vào lĩnh vực điều chỉnh
tốc độ động cơ điện xoay chiều 3 pha với các nội dung chủ yếu sau: các
phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ, và từ đó sẽ chọn ra một phương án
hiệu quả nhất cho việc điều chỉnh tốc độ của động cơ điện xoay chiều 3 pha
ro to lồng sóc.
Nam Định, ngày…, thang11, năm 2010
Sinh Viên
Trần Duy Cường
2
Stato Rotor Dây quấn stato
Chơng I
Các phơng pháp điều chỉnh tốc độ
I Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Động cơ không đồng bộ
I.1 Cấu tạo: gồm 2 phần
a) Stato: là phần tĩnh của động cơ bao gồm lõi thép (ghép từ các lá
thép kĩ thuật điện) có răng để chứa dây quấn. Stato đợc gắn vào bệ động cơ
với nắp có ổ trục định vị cho rôto (hình 1).
b) Rotor: gồm lõi thép (mạch từ) hình trụ các rãnh đặt dây quấn. Lõi
thép có trục quay định tâm để gắn vào ổ trục trên stato.
- Rotor lồng sóc (rotor ngắn mạch) có dây quấn dạng lồng sóc là các
thanh dẫn bằng đồng hoặc nhôm đặt trong các rãnh rotor, hai đầu các thanh

dẫn nối tắt với nhau bằng vòng ngắn mạch.
- Rotor dây quấn (rotor pha) có ba đầu dây ra của dây quấn đợc nối
với ba vòng đồng ở đầu rotor, tiếp xúc với ba chổi than ở stato để dẫn ra
ngoài.
Hình 1.1: Cấu tạo động cơ điện không đồng bộ
3
I.2 Nguyên lý làm việc
Khi nối dây quấn Stato vào lới điện xoay chiều ba pha, trong động cơ sẽ
sinh ra một từ trờng quay. Từ trờng này quét qua các thanh dẫn roto, làm
cảm ứng trên dây quấn roto một sức điện động E
2
sẽ sinh ra dòng điện I
2

chạy trong dây quấn. Chiều của sức điện động và chiều dòng in đợc xác
định theo qui tắc bàn tay phải.
n
1
M
Hình 1.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động động cơ không đồng bộ
Chiều dòng điện của các thanh dẫn ở nửa phía trên rôto hớng từ trong ra
ngoài, còn dòng điện của các thanh dẫn ở nửa phía dới rôto hớng từ ngoài
vào trong.
Dòng điện I
2
tác động tơng hỗ với từ trờng stato tạo ra lực điện từ trên
dây dẫn rôto và mômen quay làm cho rôto quay với tốc độ n theo chiều quay
của từ trờng.
Tốc độ quay của rôto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trờng quay stato n
1

.
Có sự chuyển động tơng đối giữa rôto và từ trờng quay stato duy trì đợc
dòng điện I
2
và mômen M. Vì tốc độ của rôto khác với tốc độ của từ trờng
quay stato nên gọi là động cơ không đồng bộ.
Đặc trng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trợt:
1
1
n
nn
S

=
(1.1)
Trong đó: n tốc độ quay của roto
1
f
tần số dòng điện lới
P số đôi cực
n
1
tốc độ quay của từ trờng quay (tốc độ đồng bộ của động cơ)
P
f
n
1
1
60
=

(1.2)
Khi tần số của mạng điện thay đổi thì n
1
thay đổi làm cho n thay đổi.
Khi mở máy thì n = 0 và S = 1 gọi là độ trợt của máy.
4
Dòng điện trong dây cuốn và từ trờng quay tác dụng tơng hỗ nên nhau
nên khi rôto chịu tác dụng của mômen M thì từ trờng quay cũng chịu tác
dụng của mômen M theo chiều ngợc lại. Muốn cho từ trờng quay với tốc độ
n
1
thì nó phải nhận một công suất đa vào gọi là công suất điện từ.
60
2
1
1
n
MMP
t


==
(1.3)
Khi đó công suất điện đa vào:

cos3
1
UIP =
(1.4)
Ngoài thành phần công suất điện từ còn có tổn hao trên dây quấn điện

trở stato.
2
1
2
11
3 IrP
d
=
(1.5)
Tổn hao sắt:
PP
st
=
(1.6)
sttt
PPPP =
1
Công suất cơ ở trục là:
60
2
'
2
n
MMP


==
(1.7)
Công suất cơ nhỏ hơn công suất điện từ vì còn tổn hao trên dây quấn
rôto:

22 dt
PPP =
(1.8)
Trong đó:
2222
rImP
d
=
(1.9)
m
2
số pha của dây cuốn rôto
Vì
t
PP <
'
2
do đó n < n
1
Công suất cơ của P
2
đa ra nhỏ hơn
'
2
P
vì còn tổn hao do ma sát trên trục
động cơ và tổn hao phụ khác:
fco
PPPP ==
'

22
(1.10)
Hiệu suất của động cơ:
)9.08.0(
1
2
ữ==
P
P

(1.11)
II Các đại lợng cơ bản của động cơ không đồng bộ
II.1 Hệ số trợt:
5
Để biểu thị mức độ đồng bộ giữa tốc độ quay của rôto n và tốc độ của từ
trờng quay stato n
1
Ta có:

Hay tính theo phần trăm:
Xét về mặt lý thuyết giá trị S sẽ biến thiên từ 0 đến 1 hoặc từ 0
ữ
100%
Trong đó:
p
f
n
1
1
60

=
(1.14)
)1(
1
snn =
(1.15)
II.2 Sức điện động của mạch rôto lúc đứng yên
m
WfKE =
220220
44,4
(1.16)
Trong đó:
m

trị số cực đại của từ thông trong mạch từ
K
2
là hệ số dây quấn rôto của động cơ
20
f
tần số xác định ở tốc độ biến đổi của từ thông quay
qua cuộn dây, vì rôto đứng yên nên:
60
1
20
Pn
f =
(1.17)
20

f
bằng với tần số dòng điện đa vào
1
f
II.3 Sức điện động khi roto quay:
Tần số trong dây quấn rôto là:
Vậy
12
sff
s
=
Sức điện động trên dây quấn rôto lúc đó là:
6
1
1
n
nn
s

=
o
o
o
o
n
nn
S 100
1
1

=
6060
)(
1
1
11
2
pn
n
nnpnn
f
Xs

=

=
mKWfE
ss
=
2222
44,4
(1-13)
(1-18)
(1-19)
(1-20)
(1.12)
Với
12
. fsf
s

=
thế vào (1.19), ta đợc:
II.4 Đặc tính cơ của động cơ điện không đồng bộ:
Phơng trình đặc tính cơ:
( )






++






+
=
'
21
2
1
'
21
xx
s
r
rw

.r3U
M
(1)
Biểu thức (1) là phơng trình đặc tính cơ, biểu diễn quan hệ m = f(n).
Lấy đạo hàm của mômen theo hệ số trợt và cho d
m
/d
s
= 0. Ta có hệ số trợt t-
ơng ứng với mômen tới hạn m
t
gọi là hệ số trợt tới hạn:
S
th
=
'
2
2 ' 2
2 1 2
( )
r
r x x+ +
(2)
Do đó ta có biểu thức mômen tới hạn:
M
th
=
(
)
2

1
2 2
1 1 1
3 .
2 .
n
pU
w r r x
+ +
(3)
Ta có dạng đơn giản của phơng trình đặc tính cơ nh sau:
- Từ (1)(2)&(3) có:
=
'
2
2 2
1 n
r
r x+
(4)
M =
( )
2 1
2
th
th
th
M
s
s

s s


+
+ +
(5)
7
SKWfE
ms
=
2212
44,4
(1-21)
- Đối với động cơ rôto lồng sóc có công suất lớn thì r
1
<<x
n
nên bỏ qua
r
1
và = 0
M =
2
th
th
th
M
s
s
s s

+
(6)
Hình 1.2: Đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ
II.5 Ưu nhợc điểm của động cơ không đồng bộ
a Ưu điểm
- Trong công nghiệp hiện nay phần lớn đều sử dụng động cơ không
đồng bộ ba pha. Vì nó tiện lợi hơn, với cấu tạo mẫu mã đơn giản, giá thành
hạ so với động cơ điện một chiều.
- Ngoài ra động cơ điện không đồng bộ ba pha dùng trực tiếp với lới
điện xoay chiều ba pha, không phải tốn kém thêm các thiết bị biến đổi . Vận
hành tin cậy, giảm chi phí vận hành bảo trì sửa chữa. Theo cấu tạo ngời ta
chia động cơ không đồng bộ ba pha làm hai loại: Động cơ rôto dây quấn và
động cơ rôto lồng sóc.
b Nhợc điểm
Bên cạnh những u điểm động cơ không đồng bộ ba pha cũng có các nh-
ợc điểm sau:
- Dễ phát nóng đối với stato, nhất là khi điện áp lới tăng và đối với rôto
khi điện áp lới giảm.
- Làm giảm bớt độ tin cậy vì khe hở không khí nhỏ.
- Khi điện áp sụt xuống thì mômen khởi động và mômen cực đại giảm
rất nhiều vì mômen tỉ lệ với bình phơng điện áp.
8
III Các phơng pháp điều chỉnh động cơ không đồng bộ:
III.1 Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số
Việc thay đổi tần số f của dòng điện stato thực hiện bằng bộ biến đổi
tần số.
Ta có: Phơng trình điện áp dây quấn stato
.
U
1

=
.
I
1
1
Z
-
1
E
Trong đó:
1
Z
= R
1
+ JX
1
là tổng trở dây quấn stato
- R
1
Là điện trở dây quấn stato
- X
1
= 2

fL
1
là điện kháng tản dây quấn stato đặc trng cho từ
thông tản stato
- f. Tần số dòng điện stato
- L

1
. Điện cảm tản stato
- E
1
Sức điện động pha stato do từ thông của từ trờng quay sinh
ra có trị số là:
E
1
= 4,44 fw
1
kdq
1

max
(1)
- w
1
, kdq
1
Thứ tự là số vòng dây quấn và hệ số dây quấn của
một pha stato
- Hệ số dây quấn kdq
1
< 1, nói nên sự giảm sức điện động của
dây quấn do quấn rải rác trên rãnh và bớc rút ngắn.
-
max

Biên độ từ thông của trờng quay
9

Họ đặc tính của động cơ không đồng bộ
Từ phơng trình: (1)
Ta có
max

tỉ lệ thuận với tỉ số
f
U
1
. Khi thay đổi tần số ngời ta mong
muốn giữ cho
max

không đổi để mạch từ máy ở tình trạng định mức. Muốn
vậy phải điều chỉnh đồng thời tần số và điện áp, giữ cho tỉ số điện áp U
1
và
điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi f, tần số f không đổi.
Việc điều chỉnh tốc độ quay bằng thay đổi tần số thích hợp khi điều
chỉnh cả nhóm động cơ lồng sóc. Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi tần số cho
phép điều chỉnh tốc độ một cách bằng phẳng trong phạm vi rộng.
III.2 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đối số đôi cực
Trong nhiều trờng hợp các cơ cấu sản xuất không yêu cầu phải điều
chỉnh tốc độ bằng phẳng mà chỉ cần điều chỉnh có cấp.
Để thay đổi số đôi cực P ta thay đổi cách đấu dây và cũng là cách thay
đổi chiều dòng điện đi trong các cuộn dây mỗi pha stato của động cơ.
Khi thay đổi số đôi cực ta chú ý rằng số đôi cực ở stato và rôto là nh
nhau. Nghĩa là khi thay đổi số đôi cực ở stato thì ở rôto cũng phải thay đổi
theo. Do đó rất khó thực hiện cho động cơ rôto dây quấn, nên phơng pháp
này chủ yếu dùng cho động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc và loại động cơ

này có khả năng tự biến đổi số đôi cực ở rôto để phù hợp với số đôi cực ở
stato.
Đối với động cơ có nhiều cấp tốc độ, mỗi pha stato phải có ít nhất là hai
nhóm bối dây trở nên hoàn toàn giống nhau. Do đó càng nhiều cấp tốc độ thì
10
kích thớc, trọng lợng, giá thành càng cao vì vậy trong thực tế thờng dùng tối
đa là 4 cấp tốc độ.
Số đôi cực của từ trừơng quay phụ thuộc vào cấu tạo dây quấn, theo
quan hệ:
Thay đổi số đôi cực p sẽ điều chỉnh đợc tốc độ động cơ. Để có thể thay
đổi đợc số đôi cực p ngời ta phải chế tạo những động cơ điều khiển đặc biệt,
có các tổ dây quấn stato khác nhau để tạo ra đợc p khác nhau, gọi là máy đa
tốc.
Ta cú cụng thc tớnh tc ca t trng quay nh sau:
n = v n= n(1-S)
Theo nh cụng thc trờn ta thy rừ rng mt iu rng khi s ụi cc
(p)thay i thỡ kộo theo ú thỡ tc ng c (n) cng thay i theo. V t
õy ta cng cú c cỏc phng phỏp iu chnh tc ng c khụng ng
b da vo s ụi cc sau:
a. Phng phỏp i ni Y/YY
Ta cú:
= 2
Ngha l tc ca ng c khi u YY ln hn gp 2 ln so vi khi
u Y. xõy dng c c tớnh iu chnh ta cn xỏc nh c M ,v
S .khi thc hin u Y thỡ 2 cun stato u ni tip nờn:
R = 2R , X = 2X
R = 2R , X = 2X , X = 2X
R ,R ,X ,X l in tr v in khỏng ca cỏc cun dõy stato v roto
11
Sơ đồ nguyên lý đấu YY

Như vậy điện áp trên mỗi cuộn dây là:
U =
Khi đấu Y thì:
S =
Moomen tới hạn khi đấu Y sẽ được tính bằng:
M = 3U
Khi nối YY thì 2 cuộn dây nối song song nên:
R = , x =
R = , X =
lúc đó M = 3U
So sánh giữa các biểu thức trên ta thấy
= = 2
12
Vậy M = 2M
Và S = S
Như vậy khi đổi nối từ đấu Y sang cách đấu YY thì momen tới hạn tăng
gấp đôi còn độ trượt tới hạn thì như nhau.
Tương tự như cách tính trên thì ta cũng có:
Vậy P = 2P
Ngoài phương pháp đổi nối trên ta còn có một số phương pháp đổi nối
khác như: ∆/YY, từ Y/Y ngược…
Nhận xét và ứng dụng
13
+ Nhận xét:
Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, giá thành hạ
Các đường đặc tính đều cứng và tổn thất phụ không đáng kể
Động cơ làm viêc chắc chắn
Việc điều chỉnh khá đơn giản
+Nhược điểm: kích thước động cơ lớn
Dải điều chỉnh không rộng

Giá thanh cao
Hiệu suất sử dụng dây quấn thấp
+ Ứng dụng: phương pháp này thường được dùng trong các máy như
máy mài vạn năng, thang máy nhiều tầng, máy nâng trong hầm mỏ, bơm ly
tâm, quạt thông gió…
14
III.3 iu chnh tc bng cỏch thay i in ỏp cung cp cho Xtato
Phng phỏp ny ch thc hin vic gim in ỏp. Khi gim in ỏp
ng c tớnh M = f(s) s thay i do ú h s trt thay i, tc ng
c thay i.
H s trt S
1
, S
2
, S
3
ng vi in ỏp U
1
m, 0.85U
1
m, 0,7U
1
m
M
C
Nhc im ca phng phỏp iu chnh tc quay bng in ỏp l
gim kh nng quỏ ti ca ng c, di iu chnh tc hp, tng tn hao
dõy qun rụto:
1
sMwsPP

tt
==
Vic iu chnh tc bng thay i in ỏp c dựng ch yu vi
cỏc ng c cụng sut nh cú h s trt S
th
ln.
III.4 Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi iện trở mạch rôto
Thay đổi điện trở mạch rôto, bằng cách mắc biến trở ba pha vào mạch
rôto.
Biến trở điều chỉnh tốc độ phải làm việc lâu dài nên có kích thớc lớn
hơn so với biến trở mở máy. Họ đặc tính cơ của động cơ không đồng bộ rôto
dây quấn khi có biến trở điều chỉnh tốc độ. Ta thấy rằng khi tăng điện trở,
tốc độ quay của động cơ giảm.
15
Nếu mômen cản không đổi, dòng rôto không đổi, khi tăng điện trở để
giảm tốc độ, sẽ tăng tổn hao công suất trong biến trở, do đó phơng pháp này
không kinh tế. Tuy nhiên phơng pháp đơn giản, điều chỉnh trơn và khoảng
điều chỉnh tơng đối rộng, đợc sử dụng điều chỉnh tốc độ quay của động cơ
công suất cỡ trung bình.
Từ những phơng pháp điều chỉnh trên ta thấy phơng pháp điều chỉnh
bằng cách thay đổi tần số có những u điểm hơn cả.
Từ những u điểm đó ở đồ án này em dùng ph ơng pháp điều chỉnh tốc độ
bằng thay đổi tần số làm ph ơng án để điều điều khiển tốc độ động cơ không
đồng bộ ba pha.
16
Chơng II
Lựa chọn phơng án mạch lực và mạch điều khiển
I. Phơng án mạch lực
Sơ đồ mạch lực:
I.1. Bộ chỉnh lu

Bộ chỉnh lu có chức năng biến đổi nguồn xoay chiều thành nguồn một
chiều, ở đây ta dùng mạch chỉnh lu hình cầu không điều khiển, bộ chỉnh lu
bao gồm các nhóm van điều chỉnh lu và máy biến áp.
- Van có tác dụng đóng mở tạo thành dòng một chiều
- Máy biến áp có tác dụng biến đổi điện áp nguồn phù hợp với yêu cầu
cần thiết của phụ tải, cách ly phụ tải lới điện để vận hành an toàn, cải thiện
17
Chỉnh
lu
Lọc
Đ
C
Nghịch
lu
đợc dạng sóng nguồn điện lới. Ngoài ra còn có tác dụng hạn chế tốc độ tăng
của dòng anod. So với chỉnh lu không điều chỉnh hình tia thì chỉnh lu hình
cầu có đặc điểm sau:
+ Có điện áp đặt nên van nhỏ hơn 2 lần so với hình tia
+ Điện áp đầu ra phía chỉnh lu có độ nhấp nhô thấp chất lợng điều chỉnh
tốt hơn
+ Có điện áp nguồn nhỏ hơn so với hình tia, máy biến áp tận dụng triệt
để hơn, lõi thép không bị từ hóa.
Nhng ở sơ đồ hình cầu có Dioed nhiều hơn 3 van nên giá thành đắt hơn.
Sơ đồ chỉnh lu cầu ba pha
Dạng sóng đầu ra
18
Nguyên lý hoạt động:
Mạch dùng 6 Diode chia làm 2 nhóm:
+Nhóm lẻ: D
1

, D
3
, D
5
các Katot đấu chung
+Nhóm chẵn: D
2
, D
4
, D
6
các Anot đấu chung
U U
d
u
a2
u
b2
u
c2
A
0 B

C

Các Diode nhóm lẻ dẫn điện khi điện thế cực A dơng nhất
Các Diode nhóm chẵn dẫn điện khi điện thế cực K âm nhất
- Từ
21
tt ữ

: U
a2
dơng nhất và U
b2
âm nhất nên D
1
và D
6
dẫn.
- Từ
43
tt ữ
: U
b2
dơng nhất và U
c2
âm nhất nên D
3
và D
2
dẫn
- Từ
65
tt ữ
: U
c2
dơng nhất và U
a2
âm nhất nên D
5

và D
4
dẫn
Bảng tóm tắt hoạt động:
Khoảng Chiều dòng điện Diode mở
Điện áp tải
d
U
21
tt ữ
Từ A đến B 1 và 6
a
u
2
ữ
b
u
2
32
tt ữ
A - C 1 - 2
a
u
2
ữ
c
u
2
43
tt ữ

B - C 3 - 2
b
u
2
ữ
c
u
2
54
tt ữ
B - A 3 - 4
b
u
2
ữ
a
u
2
65
tt ữ
C - A 5 - 4
c
u
2
ữ
a
u
2
76
tt ữ

C - B 5 - 6
c
u
2
ữ
b
u
2
Dòng tải bao giờ cũng xuất phát từ điểm có điện thế cao nhất tới điểm
có điện thế thấp nhất
- Mỗi Diode cho dòng chảy qua 1/3 chu kỳ ( 2

/3)
19
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
6
t
7
- Mỗi cuộn dây thứ cấp biến áp cho dòng chảy qua trong 2 lần một phần
3 chu kỳ ( 4

/3 ): 1/3 chu kỳ đối với Diode trên và 1/3 chu kỳ đối với Diode
dới.
- Trị số tức thời của điện áp tải U
d
bằng hiệu của trị tức thời điện áp của
hai pha đang cấp dòng cho tải.
I.2. Bộ Lọc
- Sơ đồ khối:
Bộ lọc là thiết bị nối giữa nguồn chỉnh lu và bộ nghịch lu. Bộ lọc LC đ-
ợc dùng cho bộ chỉnh lu công suất lớn. Bộ lọc này cho phép thành phần một
chiều của điện áp chỉnh lu đi qua và ngăn chặn thành phần xoay chiều, nó
cho dòng điện có tần số nào đó đi qua mà biên độ không bị suy giảm, đồng
thời làm suy giảm mạch dòng điện ở tần số khác.
Để cung cấp năng lợng cho các thiết bị điện tử làm việc phải lọc bỏ các
thành phần hài.
Để đặc trng cho chất lợng của điện áp ( hay dòng điện ) sau chỉnh lu ng-
ời ta đa ra hệ số đập mạch K
p
.
K
p
=
- Tụ C
0
có nhiệm vụ đảm bảo điện áp nguồn ít bị thay đổi, mặt khác nó
trao đổi năng lợng phản kháng với cuộn cảm.
U
t
20

Biên độ sóng hài lớn nhất của I
t
( hay U
t
)
Giá trị trung bình của I
0
( hay U
0
)
t
U
t
có tụ C
C Phóng C nạp
t
Khi không có tụ lọc, điện áp trên tải có độ nhấp nhô lớn ( đờng hình sin
đứt nét).
Khi có tụ lọc mạch, trong mạch xảy ra quá trình phóng nạp:
Kết quả điện áp ra trên tụ tơng đối bằng phẳng.
Mặt khác tụ điện còn có tác dụng lọc các sóng hài bậc cao. Các sóng hài
bậc cao qua tụ C thoát xuống mass không đa ra tải. Do vậy dòng điện qua tải
chỉ còn thành phần 1 chiều và một phần thành phần hài bậc thấp.
- Điện cảm L
Khi dòng qua tải biến thiên ( đập mạch) trong cuộn L sinh ra sức điện
động tự cảm chống lại sự đập mạch đó, do vậy dòng điện ra bằng phẳng hơn.
Mặt khác các thành phần hài bậc cao khi qua L sẽ sụt áp trên L ( vì


càng lớn thì X

L
càng lớn), do vậy điện áp ra gồm thành phần một chiều và
môt phần nhỏ hài bậc thấp.
I.3. Bộ nghịch lu
Khối nghịch lu dùng để biến đổi điện áp DC sau bộ lọc thành xoay chiều
AC có tần số thay đổi đợc để cung cấp cho động cơ.
Các van bán dẫn trong bộ nghịch lu có thể dùng Thyristo hoặc Tranzito.
Nhng phù hợp và u việt hơn cả ta dùng Tranzito. Ưu điểm dễ thấy là bỏ đợc
chuyển mạch cỡng, hơn nữa các tổn hao đổi chiều nhỏ hơn. Bộ nghịch lu
dùng Tranzito có kích thớc nhỏ và nhẹ hơn bộ nghịch lu tơng đơng dùng
Thyristo. Khuyết điểm của nó là đòi hỏi tác động liên tục vào cực gốc trong
chu kỳ dẫn của Tranzito, một khuyết điểm nữa là điện áp định mức thấp hơn
của Thyristo. Tuy nhiên dùng Tranzito công suất mở rộng đợc phạm vi và
phát huy các u điểm hơn Thyristo do cải thiện đợc đại lợng định mức và giá
thành. Vì vậy ta xét mạch nghịch lu điện áp sơ đồ cầu dùng
21
van an toàn.
I.3.1 Sơ đồ nguyên lý và quá trình chuyển mạch

Sơ đồ nguyên lý mạch nghịch lu
Phơng pháp điều chỉnh các Tranzito thông thờng nhất là điều khiển cho
góc mở của van là:

= 180
0
ở đây ta xét góc dẫn với tải đấu sao nh thiết kế bằng cách xác định điện
áp trên tải trong từng khoảng thời gian 60
0
( vì cứ 60
0

có một sự chuyển
trạng thái mạch).
Với nguyên tắc van nào dẫn coi là thông mạch.
Nguyên tắc chuyển mạch: cho góc mở của mỗi Tranzito là
0
180
và cứ
0
60
tiếp theo ( kể từ khi Tranzito trớc đó mở thì cho một Tranzito khác mở).
Nh vậy trong cùng một thời gian có 3 Tranzito mở.
22
T
0 ữ
60
0
60
0
ữ
120
0
120
0
ữ180
0
180
0
ữ240
0
240

0
ữ300
0
300
0
ữ360
0
T1 1 1 1 0 0 0
T2 0 1 1 1 0 0
T3 0 0 1 1 1 0
T4 0 0 0 1 1 1
T5 1 0 0 0 1 1
T6 1 1 0 0 0 1
Xét quá trình chuyển mạch T
5
sang T
2
tơng ứng khoảng thời gian từ
0 ữ 60
0
sang 60
0
ữ120
0
.
Trong khoảng thời gian này 0 ữ 60
0
thì T
1
, T

5
, T
6
dẫn. Chiều dòng điện
trên tải đợc xác định theo chiều mũi tên, đến thời điểm 60
0
thì đảo trạng thái
từ T
5
sang T
2
. Do trên tải Z
c
mang tính cảm nên dòng điện không đảo ngay
lập tức mà năng lợng tích lũy trong Z
c
đợc duy trì theo chiều cũ, một thời
gian lúc đó buộc dòng điện duy trì phải thoát qua D
2
qua tải về âm nguồn
đến lúc dòng điện đổi chiều sẽ mang dòng điện duy trì thì D
2
khóa quá trình
chuyển mạch kết thúc.
Từ những lý luận nh trên ta có đợc các chuyển mạch:
23
I.3.2 D¹ng sãng m¹ch nghÞch lu:
24
§iÖn ¸p trªn tõng pha t¶i
Trªn pha A:

25