Thiết kế hệ thống điều khiển đảo chiều động cơ điện

Nguyễn Văn Vinh
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay ,không chỉ ở các nước phát triển ,ngay ở nước ta các thiết bị
bán dẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong
sinh hoat gia đình .các xí nghiệp và nhà máy như xi măng ,thuỷ điện
giáy ,đường ,dệt ,sợi ,đóng tàu là những minh chứng.
Nhờ chủ trương mở cửa ngày càng có thêm nhiều xí nghiệp mới
dây trruyền sản xuất mới ,đòi hỏi cán bộ kỹ thuật và kỹ sư điện những
kiến thức về điện tử công suất về vi mạch và vi xử lý .Xuất phát tử yêu
cầu thực tế và tầm quan trọng của bộ môn điện tử công suất các thày cô
trong bộ môn điện tử công suất đã cho chúng em từng bước tiếp xúc với
việc thiết kế thông qua đồ án điện án thông qua đồ án môn hoc điện tử
công suất .
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân
dân cũng nâng cao nhanh chóng. Nhu cầu về tự động hoá trong các lĩnh
vực công nghiệp cũng như các lĩnh vực khác tăng trưởng không ngừng.
Điều này đòi hỏi đội ngũ kỹ sư phải nắm bắt và thiết kế ra những hệ điều
khiển tự động phục vụ thiết thực cho các lĩnh vực của cuộc sống.
Đồ án môn học là một yêu cầu cần thiết và bắt buộc với sinh viên ngành
tự động hoá. Nó kiểm tra và khảo sát trình độ thực tế của sinh viên và
giúp cho sinh viên có tư duy độc lập vơí công việc. Mặc dù vậy , với sinh
viên chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế , cần có sự giúp đỡ của các thầy
cô giáo nên trong đồ án này không tránh khỏi những thiếu sót. Qua đây,
1
Nguyễn Văn Vinh
em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo đã hướng dẫn , chỉ bảo em tận
tình để em hoàn thành tốt đồ án này.


2
Nguyễn Văn Vinh

CHƯƠNGI: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐẢO CHIỀU ĐỘNG CƠ ĐIỆN
1 CHIỀU
1.1. Các nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều
1.1.1 Cấu tạo động cơ điện 1 chiều
Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính : phần
tĩnh và phần động.
* Phần tĩnh hay stato.
Đây là đứng yên của máy , bao gồm các bộ phận chính sau:
a, Cực từ chính : là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ
và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ . Lõi sắt cực từ làm bằng
những lá thép kỹ thuật điện hay thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và
tán chặt . Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng thép khối . Cực từ được
gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông . Dây quấn kích từ được quấn bằng
dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ
thành một khối tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ . Các cuộn
dây kích từ được đặt trên các cực từ này được nối tiếp với nhau.
b, Cực từ phụ : Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính và dùng
để cải thiện đổi chiều . Lõi thép của cực từ phụ thường làm bằng thép
3
Nguyễn Văn Vinh
khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu rạo giống như dây
quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
c, Gông từ : Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng
thời làm vỏ máy. Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày
uốn và hàn lại. Trong máy điện lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong
động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
d, Các bộ phận khác.
Bao gồm:
- Náp máy : Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư
hỏng dây quấn và an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện

nhỏ và vừa nắp máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp
này nắp máy thường làm bằng gang.
- Cơ cấu chổi than : để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ
cấu chổi than bao gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lò xo
tì chặy lên cổ góp. Hộp chổi than được cố định trên giá chổi than và cách
điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để điều chỉnh vị trí chổi than
cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
* Phần quay hay rôto.
Bao gồm những bộ phận chính sau :
4
Nguyễn Văn Vinh
a, Lõi sắt phần ứng : dùng để dẫn từ. Thường dùng những tấm thép
kỹ thuật điện dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để
giảm tổn hao do dòng điện xoáy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng
rãnh để sau khi ép lại thì dặt dây quấn vào.
Trong những động cơ trung bình trở lên người ta còn dập những lỗ
thông gió để khi ép lạ thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thông gió
dọc trục.
Trong những động cơ điện lớn hơn thì lõi sắt thường chia thành
những đoạn nhỏ, giữa những đoạn ấy có để một khe hở gọi là khe hở
thông gió. Khi máy làm việc gió thổi qua các khe hở làm nguội dây quấn
và lõi sắt.
Trong động cơ điện một chiều nhỏ, lõi sắt phần ứng được ép trực
tiếp vào trục. Trong động cơ điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto.
Dùng giá rôto có thể tiết kiệm thép kỹ thuật điện và giảm nhẹ trọng lượng
rôto.
b, Dây quấn phần ứng.
Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và có dòng
điện chạy qua. Dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc
cách điện. Trong máy điện nhỏ có công suất dưới vài kw thường dùng

dây có tiết diện tròn. Trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết
diện chữ nhật. Dây quấn được cách điện cẩn thận với rãnh của lõi thép.
5
Nguyễn Văn Vinh
Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có dùng
nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có làm bằng tre, gỗ hay
bakelit.
c, Cổ góp : dùng để đổi chiều dòng điẹn xoay chiều thành một
chiều. Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau
bằng lớp mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục tròn. Hai
đầu trục tròn dùng hai hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và
trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đuôi vành góp có cao lên một ít để
hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp được dễ
dàng.
d, Các bộ phận khác.
- Cánh quạt : dùng để quạt gió làm nguội máy. Máy điện một chiều
thường chế tạo theo kiểu bảo vệ. ở hai đầu nắp máy có lỗ thông gió. Cánh
quạt lắp trên trục máy , khi động cơ quay cánh quạt hút gió từ ngoài vào
động cơ. Gió đi qua vành góp, cực từ lõi sắt và dây quấn rồi qua quạt gió
ra ngoài làm nguội máy.
- Trục máy : trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi.
Trục máy thường làm bằng thép cacbon tốt.
1.1.2. Nguyên tắc đảo chiều động cơ điện 1 chiều
Có rất nhiều phương pháp để đảo chiều động cơ điện 1 chiều. Nhưng
chúng ta sử dụng các
6
Nguyễn Văn Vinh
1.2. Các phương pháp đảo chiều động cơ
1. Dùng phương pháp đảo chiều bằng đảo đấu điện áp đặt vào phần ứng
động cơ nhờ 2 mạch chỉnh lưu:

2.Dùng phương pháp đảo chiều kích từ
7
Nguyễn Văn Vinh
3. Đảo chiều phần ứng động cơ bằng công tắc tơ T và N
8
Nguyễn Văn Vinh
4. Đảo chiều kích từ bằng công tắc tơ T và N
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
2.1. Các phương án chỉnh lưu
- Các bộ chỉnh lưu đảo chiều dùng cho động cơ 1 chiều cần quay theo cả
2 chiều với chế độ làm việc ở cả 4 góc điều chỉnh
- Tuỳ theo yêu cầu về chất lượng điều chỉnh mà có thể sử dụng các sơ
đồ sau:
Nhận xét :
9
Nguyễn Văn Vinh
- Hai sơ đồ 3,4 chỉ áp dụng cho hệ thống không đòi hỏi cao về chất
lượng đảo chiều, thông dụng và đáp ứng được yêu cầu chất lượng sơ đồ
hình1.
- Để đấu 2 mạch chính với nhau cấp ra một tải có 2 kiểu là: kiểu đấu
chéo số 8 và đấu song song ngược.
- Có 2 phương pháp điều kiển đảm bảo mạch hoạt động bình thường là
phương pháp điều khiển chung và phươg pháp điều kiển riêng
• Phương pháp điều khiển chung
10
Nguyễn Văn Vinh
- Lúc này cả 2 mạch CL cung được phát xung điều khiển, nhưng luôn
khác chế độ nhau : một mặt ở chế độ CL (xác định dấu của điện áp một
chiều ra tải cũng là chiều quay đang cần có) mạch kia là chế độ nghịch
lưu (là quá trình chuyển năng lượng điện áp từ phía dòng một chiều sang

dòng xoay chiều). Vì hai mạch cùng đấu cho một tải nên giá trị trung bình
của chúng phải gần bằng nhau:
U
t
= U
d1
= - U
d2
- Nếu dòng điện liên tục ta có:
U
d1
=U
d0
. cosα
1
U
d2
=U
d0
. cosα
2
Vậy U
d0
. cosα
1
= - U
d0
. cosα
2
Hay cosα

1
+ cosα
2
= 0
α
1
+ α
2
=180
0
Biều thức này chính là luật phối hợp điều khiển của phương pháp này.
- Tuy nhiên luật này mới chỉ đảm bảo sự cân bằng về giá trị một chiều,
còn giá trị tức thời của điện áp chỉnh lưu hai mạch là khác nhau U
d1
≠ U
d2
Sự chênh lệch điện áp giữa chúng làm xuất hiện một dòng điện quẩn
giữa hai mạch van mà không qua tải .
11
Nguyễn Văn Vinh
- Để hạn chế dòng điện này cần phải dùng thêm cuộn kháng L
cb
mắc nối
mạch chỉnh lưu với tải . Như thế làm tăng công suất đặt và giá thành hệ
thống . Tuy nhiên phương pháp điều khiển này cho phép điều chỉnh
nhanh tối đa.
• Phương pháp điều khiển riêng
- Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một
thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn một bộ bién
đổi kia bị khoá do chưa có xung điều khiển. Hệ có hai bộ biến đổi là

BĐ1và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tương ứng là FX1 và
12
Nguyễn Văn Vinh
FX2 . Trật tự hoạt động của bộ phát xung này được quy định bởi các tín
hiệu lôgic b1 và b2. Quá trình hãm và đảo chiều được mô tả bằng đồ thị
thời gian. Trong khoảng thời gian từ 0 -> t
1
bộ BĐ1 làm việc ở chế độ
chỉnh lưu với α
1
<π/2 còn bộ BĐ2 thì khoá . Tại t
1
phát lệnh đảo chiều
bởi i
LĐ
góc điều khiển α
1
tăng đột biến lớn hơn π/2 dòng điện phần ứng
giảm về không lúc này các xung để khoá bộ BĐ1 . Thời điểm t
2
được xác
định bởi cảm biến dòng điện SI1. Trong khoảng thời gian trễ t= t
3
– t
2
bộ
BĐ1 bị khoá hoàn toàn, dòng điện phần ứng bị triệt tiêu. Tại t
3
sđđ E vẫn
còn dương, tín hiệu lôgic b2 kích cho FX2 mở BĐ2 với góc α >π/2 và

sao cho dòng điện phần ứng không vượt quá giá trị cho phép động cơ
được hãm tái sinh. Nếu nhịp điệu giảm α
2
phù hợp với quán tính của hệ
thì có thể duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngược không đổi
, điều này được thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự động dòng
điện của hệ thống trên sơ đồ của khối lôgic LOG , i
LĐ
, i
L1
, i
L2
là các tín
hiệu lôgic đầu vào b1,b2 là các tín hiệu lôgic đầu ra để khoá các bộ phát
xung điều khiển.
i
LĐ
= 1 phát xung điều khiển mở BĐ1.
i
LĐ
= 0 phát xung điều khiển mở BĐ2.
i
1L
(i
2L
) = 1 có dòng điện chảy qua bộ BĐ1 và BĐ2
b1(b2) = 1 khoá bộ phát xung FX1 và FX2.
Từ mạch lôgic trên ta có:
13
Nguyễn Văn Vinh

LLLD
LLLD
iiib
iiib
1
__
22
2
__
1
__
1
.
.
+=
+=
• Nhận xét:
Hệ truyền động van đảo chiều điểu khiển riêng có ưu điểm làlàm việc an
toàn ,không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi nên không
cần thiết kế cuộn kháng cân bằng ,song cần một khoảng thời gian trễ
trong đó dòng điện động cơ bằng không.
• Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng hai bộ biến đổi làm việc độc
lập, trong một thời điểm thì chỉ có một bộ BĐ làm việc còn bộ BĐ kia
phải chắc chắn khoá( có nghĩa là dòng điện qua bộ BĐ này phải bằng
“0”). Ta sẽ dùng xenxơ dòng điện để nhận biết có dòng điện chạy qua bộ
BĐ hay không.
• Ta dùng một khâu thuật toán so sánh LM311: tín hiệu dòng điện
qua xenxơ được hạ trên một điện trở R
S
tạo ra tín hiệu điện áp V

i
.
Đầu ra chân 7 mắc với nguồn nuôi +5V qua điện trở kéo lên 1kΩ.
Đất của bộ so chân 1 được mắc vào đầu nối đất của mạch. Cách mắc này
dẫn đến đầu ra có các trạng thái khả dĩ là 0 và 5V .Lôgic của mạch là:
14
Nguyễn Văn Vinh
V
0
=5V đối với V
i
> 0
V
0
=0V đối với V
i
< 0
Nếu V
0
= 5V nghĩa là bộ BĐ đó có dòng điện chạy qua.
Nếu V
0
= 0V có nghĩa là bộ BĐ đó không có dòng điện chạy qua .
• Do mạch điểu khiển riêng cần có thời gian tạo trễ nên ta chọn bộ
tạo trễ là op-amp 741
Chọn C=0,1µF , R’=10kΩ ,R=100Ω
-Điện áp ra chậm pha hơn so với điện áp vào
Hàm truyền đạt của mạch :
jwRC
jwRC

U
U
jwH
v
r
+
−
==
1
1
)(
2.2. Các bộ biến đổi bán dẫn công suất trong truyền dòng điện
2.2.1.Giới thiệu sơ đồ chỉnh lưu từ lưới điện
Một trong những yêu cầu quan trọng nhất của thiết bị chỉnh lưu là điều
chỉnh điện áp và dòng điện đầu ra trên phụ tải.
- Đối với chỉnh lưu không điều khiển yêu cầu trên được thực hiện
bằngcách dùng biến áp nguồn nhiêù đầu để thay đổi giá trị sđđ E. Tuy
nhiên cách này chỉ có thể điều chỉnh nhảy cấp và đối với những chỉnh lưu
công suất lớn thì không dùng được.
15
Nguyễn Văn Vinh
- Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển động cơ một chiều
bộ biến đổi là các mạch chỉnh lưu điều khiển.
- Các bộ biến đổi có thể dùng :
+ Bộ biến đổi điện từ : Khuyếch đại từ.
+ Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn : Chỉnh lưu Tiristor.
+ Bộ biến đổi xung áp một chiều : Tiristor hoặc Transior.
Do những ưu điểm nổi bật của bộ chỉnh lưu Tiristor có thể thay đổi thời
điểm đặt xung điện áp lên cực điều khiển, ta sẽ điều chỉnh được điện áp
và dòng điện chỉnh lưu. Việc điều chỉnh này được thực hiện vô cấp và

không cần tiếp điểm. Hơn nữa yêu cầu đồ án là bộ chỉnh lưu có đảo chiều
cấp cho động cơ điện một chiều nên em chọn bộ biến đổi chỉnh lưu bán
dẫn dùng Tiristor.
* Chỉnh lưu điều khiển (Tiristor)
Cho phép thực hiện các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống điện điện một
chiều với độ tự động hoá cao nên được sử dụng rộng rãi, nhất là sơ đồ cầu
do đấu trực tiếp vào lúc điện không phải dùng biến áp lực như sơ đồ hình
tia .
- Trong hệ thống truyền động chỉnh lưu điều khiển - điều chỉnh một
chiều, bộ biến đổi điện là các mạch CL điều khiển có sđđ E
d
phụ thuộc
vào giá trị của pha xung điều khiển (góc điều khiển ). Chỉnh lưu có thể
dùng làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích thích
16
Nguyễn Văn Vinh
động cơ. Tuỳ theo yêu cầu của truyền động mà có thể chia làm các loại
sau :
- số pha : 1 pha , 2 pha , 3 pha , 6 pha
- sơ đồ nối : hình tia , hình cầu đối xứng và không đối xứng
- số nhịp :số xung áp đập mạnh trong thời gian một chu kỳ lấy điện
áp nguồn
- Khoảng điều chỉnh : là vị trí của đặc tính ngoài trên phẳng toạ độ
[U
d
,I
d
] .
- Chế độ năng lượng : chỉnh lưu, nghịch lưu phụ thuộc .
- Tính chất dòng tải :liên tục và gián đoạn.

- Chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc vào phương thức điều khiển
và các tính chất của tải trong truyền động điện. Tải của CL thường là
cuộn kích từ (L– R) hoặc là mạch phần ứng động cơ (L – R –E).
2.2.2. Chỉnh lưu điều khiển ba pha hình tia
* Chế độ dòng liên tục
Khi dòng điện chỉnh lưu i
d
là liên tục. Suất điện động chỉnh lưu là những
đoạn hình sin nối tiếp nhau, giá trị trung bình của suất điện động chỉnh
lưu được tính như sau :
17
Nguyễn Văn Vinh
mdo
e
do
p
md
U
p
p
E
p
tw
EdU
p
E
2
0
2
2

.sin.
)
2
(
.
cos sin.
2
π
π
ππ
αα
θ
αθθ
π
π
α
α
=
−−=
=
==
∫
+
Trong đó : w
e
tần số góc của điện áp xoay chiều
α góc mở ban đầu (hay góc điều khiển) tính từ thời điểm
chuyển mạch tự nhiên .
α
0

: góc điều khiển tính từ thời điểm suất điện động bắt đầu
dương.
Sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển hình tia 3 pha
Trong mạch tải có điện cảm L nên i
d
thực tế là dòng liên tục i
d
. Góc mở
α được tính từ giao điểm của hai điện áp pha (gần giá trị dương).
Giá trị trung bình của điện áp tải :
18
Nguyễn Văn Vinh
)
3
4
sin( 2
)
3
2
sin( 2
sin 2
2
2
2
π
θ
π
θ
θ
−=

−=
=
Ue
Ue
Ue
c
b
a
Phương trình vi phân mô tả mạch thay thế:
dt
di
LiREU
d
dm
++=+ .)sin(.
02
αθ

Với sơ kiện khi θ = α
0
thì i
d
= I
0
có nghiệm sau
)]sin(.cos.[)].sin(.cos [
2
cot).(
020
0

ϕθϕϕαϕ
ϕαθ
−−−−−+=
−−
m
g
md
UEeUEIRi
Trong đó:
R
Lw
arctg
e
.
=
ϕ
Giá trị trung bình của điện áp tải:

α
π
θθ
π
α
π
α
π
cos.
2
.63
.sin 2

2
3
2
6
5
6
2
U
dUU
d
==
∫
+
+
* Trùng dần
)
3
4
sin( 2
)
3
2
sin( 2
sin 2
2
2
2
π
θ
π

θ
θ
−=
−=
=
Ue
Ue
Ue
c
b
a
- Giả sử T1 đang cho dòng chảy qua i
t1
= i
d
Khi θ = θ
2
cho xung điều khiển mở T2 cả hai tiristor T1 và T2 đều cho
dòng chảy qua làm ngắn mạch 2 nguồn e
a
và e
b
.
Nếu chuyển gốc toạ độ từ θ sang θ
2
ta có:
19
Nguyễn Văn Vinh
)
6

sin( 2
)
6
5
sin( 2
2
2
α
π
θ
α
π
θ
++=
++=
Ue
Ue
b
a
Điện áp ngắn mạch :
)sin( 6
2
αθ
+=−= Ueeu
abc
Dòng điện ngắn mạch được xác định bởi phương trình :
)]cos([cos
.2
.6
2)sin( 6

2
2
αθα
θ
αθ
+−=
=+
c
c
c
c
X
U
i
d
di
XU
Giả thiết quá trình chuyển mạch kết thúc khi θ = θ
3
Vậy µ = θ
3
- θ
2
là góc trùng dần.
khi θ = µ , i = 0 , i
c
= i
t2
= i
d

Do đó có phương trình chuyển mạch
2
.2
2
)cos(cos
U
IX
dc
=+−
αµα
Hình dạng của điện áp tải U
d
, trong giai đoạn trùng dẫn.
- Điện áp tải U
d
trong giai đoạn trùng dần được xác định :
2
.
.
21
1
1
ab
d
dtt
d
t
cb
d
t

ca
ee
U
constiii
U
dt
di
Le
U
dt
di
Le
+
=
==+
=−
=−

20
Nguyễn Văn Vinh
- Trong giai đoạn trùng dần, điện áp tải U
d
nhỏ hơn so với trường hợp lý
tưởng, giá trị trung bình của điện áp bị sụt đi một lượng ∆U
µ
Xác định:
∆U
µ
=
)]cos([cos

4
.6.3
2
)sin( 6
2
3
)
2
(
2
3
2
0
2
0
αµα
π
αθ
π
θ
π
µµ
+−=
+
=
−
−
∫∫
U
dt

U
d
ee
i
ba
b
Mà ta lại có :
cosα - cos(µ + α) =
2
.6
3
U
IX
dc
∆U
µ
=
π
2
3
dc
IX
2.2.3. Chỉnh lưu hình cầu 3 pha có điều khiển
Sơ đồ mạch nguyên lý
Cầu 3 pha gồm có 6 tiristor chia thành hai nhóm
21
Nguyễn Văn Vinh
+ Nhóm catốt chung : T1,T3 và T5
+ Nhóm anốt chung : T4,T6 và T2
Điện áp các pha thứ cấp MBA

)
3
4π
sin(θU2.U
)
3
2π
sin(θU2U
.sinθ.U2U
2c
2b
2a
=
=
=
Góc mở α được tính từ giao điểm của cái nửa hình sinUs
u
d
u
2a
u
2b
u
2c
1

3
5
6
2

4
0
Daùng ủoà thũ ủieọn aựp ngoừ ra
Hoạt động của sơ đồ
Giả thiết T5 và T6 đang cho dòng chảy qua Vt=Vc ,Vg=Vb :
Khi θ = θ
1
= π/6 + α cho xung điều khiển mở T1 tisritor này mở vì u
a
>
0. Sự mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì u
a
> u
b
. Lúc
này T6 và T1 cho dòng chảy qua, điện áp trên tải:
U
d
= U
ab
= U
a
- U
b

22
Nguyễn Văn Vinh
Khi θ = θ
1
= 3π/6 + α cho xung điều khiển mở T2 tisritor này mở vì khi

T6 dẫn dòng , nó đặt U
b
lên anốt T2 . Khi θ = θ2 thì U
b
> U
c
. Sự mở T2
làm cho T6 bị khoá lại một cách tự nhiên vì U
b
>U
c
. Các xung điều khiển
lệch nhau π/3 được lần lượt đưa đến điều khiển của tisritor theo thứ tự 1,
2, 3, 4, 5, 6 1
Trong mỗi nhóm , khi một tisritor mở, nó sẽ khoá ngay tisritor dẫn dòng
trước nó
Thời điểm Mở Khoá
θ
1
= π/6 + α
θ
2
= 3π/6 + α
θ
3
= 5π/6 + α
θ
4
= 7π/6 + α
θ

5
= 9π/6 + α
θ
6
= 11π/6 + α
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T5
T6
T1
T2
T3
T4
Giá trị trung bình của điện áp trên tải
+ Đường bao phía trên biểu diễn điện thế của điểm F
+ Đường bao phía dưới biểu diễn điện thế của điểm G
Điện áp trên mạch tải là U
d
= U
f
- U
g
là khoảng cách thẳng đứng giữa 2
đường bao
23
Nguyễn Văn Vinh

α
π
θθ
π
α
π
α
π
cos
63
.sin 2
2
6
2
6
5
6
2
UdUU
d
==
∫
+
+
Cũng có thể tính U
d
= U
d1
- U
d2

trong đó U
d1
là giá trị trung bình của u
d1
do nhóm catốt chung tạo nên, còn U
d 2
là giá trị trung bình của u
d 2
do
nhóm anốt
α
π
θθ
π
α
π
θθ
π
α
π
α
π
α
π
α
π
cos
2
63
.sin 2

2
3
cos
2
63
.sin 2
2
3
2
6
7
6
3
2
2
6
5
6
2
UdUU
UdUU
d
d
−==
==
∫
∫
+
+
+

+
* Trùng dẫn
- Giả thiết T1 và T2 đang dẫn dòng
Khi θ = θ1 cho xung điều khiển mở T3 . Do L
c
≠ 0 nên dòng i
T3
không
thể đột ngột tăng từ 0 đến I
d
và dòng i
T1
cũng không thể đột ngột giảm
từ I
d
→ 0 cả ba tiritor đều dẫn dòng T1, T2 ,T3.
Hai nguồn Ea và Eb nối ngắn mạch .
Nếu chuyển gốc toạ độ từ 0 → θ1 ta có:
)
6
sin( 2
)
6
5
sin( 2
2
2
α
π
θ

α
π
θ
++=
++=
Ue
Ue
b
a
Điện áp ngắn mạch:
)sin( 2
2
αθ
+=−= Ueeu
abc
Dòng ngắn mạch i
c
được xác định bởi phương trình :
24
Nguyễn Văn Vinh
)]cos([cos
.2
.6
2)sin( 2
2
2
αθα
θ
αθ
+−=

=+=
c
c
c
cc
X
U
i
d
di
XUu
Dòng điện chảy trong T1 là i
T1
= i
d
- i
c
Dòng điện chảy trong T3 là i
T3
= i
c
- Giả thiết quá trình trùng dẫn kết thúc khi θ = θ2 , µ = θ2 - θ1 là góc
trùng dần.
Khi θ = µ , i
T1
= 0

2
.6
2

)cos(cos
U
IX
dc
=+−
αµα
Hình dạng điện áp tải U
d
trong quá trình trùng dẫn trong khoảng (θ1,θ2)
T2 dẫn dòng T1 và T3 trùng dẫn dòng . Vậy có thể viết phương trình sau:

constiiii
u
dt
di
Lee
u
dt
di
Lee
dTT
d
T
ccb
d
T
cba
===+
=−−
=−−

231
3
1
2
2
Từ 3 phương trình trên rút ra:

c
ba
d
e
ee
u −
+
=
2
Do trùng dẫn (Lc ≠ 0) nên giá trị trung bình của điện áp tải giảm đi một
lượng ∆U
µ

tính theo công thức sau:
25