công nghệ và các yêu cầu về trang bị điện cho máy doa ngang 2660

Website: Email : Tel : 0918.775.368
Chơng 1
Tổng quan về công nghệ và các yêu Cầu về
trang bị điện cho máy doa ngang 2660
Đ 1.1 đặc điểm công nghệ của máy doa ngang 2660
Máy doa ngang dùng để gia công chi tiết với các nguyên công khoét lỗ trụ ,
khoan lỗ và có thể dùng để phay . Thực hiện các nguyên công gia công trên máy
doa sẽ đạt đợc độ chính xác và độ bóng cao ( =12 ữ13).
Máy doa đợc chia thành 2 loại chính : máy doa đứng và máy doa ngang .Máy doa
ngang dùng để gia công các chi tiết cỡ trung bình và nặng . Hình dạng bề ngoài của
máy doa ngang nói chung và của máy doa ngang 2660 đợc giới thiệu trên hình 1-1.


Theo nh hình vẽ thì trên bệ máy 1 đặt trụ trớc 6, đó có ụ trục chính 5. Trụ sau 2 có
đặt giá đỡ 3 để giữ trục trong quá trình gia công . Bàn quay 4 gá chi tiết có thể dịch
chuyển ngang hoặc dọc bệ máy . ụ trục chính có thể dịch chuyển theo phơng nằm
ngang .
1
3
4
5
6
2
1
Hình 4-1: Hình dạng bên ngoài máy doa ngang
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Chuyển động chính là chuyển động quay của dao doa (trục chính). Chuyển
động ăn dao có thể là chuyển động ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay di
chuyển dọc của trục chính mang đầu dao. Chuyển động phụ là chuyển thẳng đứng
của ụ dao.
Đ1.2 Yêu cầu về trang bị điện và truyền động điện của

máy doa ngang 2620
1.Yêu cầu đối với truyền động chính .
Cần phải đảo chiều quay của chuyển động chính .Phạm vi điều chỉnh tốc độ vô
cấp (D=130/1) tốc độ quay của trục chính điều chỉnh trong phạm vi (12,5 ữ 1600)
vòng /phút.
Với công suất không đổi . Độ trơn điều chỉnh =1,26 . Hệ thống truyền động
chính cần phải hãm dừng nhanh .
Hiện nay , hệ truyền động chính của máy doa thờng sử dụng động cơ không
đồng bộ Roto lồng sóc và hợp tốc độ (động cơ có nhiều cấp tốc độ ) . ở những máy
doa cỡ nặng và trung bình , nh máy doa ngang 2620 .Có thể sử dụng động cơ điện
một chiều , điều chỉnh tốc độ trong phạm vi rộng . Nhờ vậy , có thể đơn giản kết
cấu cơ khí , mặt khác có thể hạn chế đợc mômenởvùng tốc độ thấp bằng phơng
pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng
2.Yêu cầu đối với truyền động ăn dao
Phạm vi điều chỉnh của chuyển động ăn dao là D = 1500/1 trong quá trình các
nguyên công gia công , tuỳ từng chi tiết gia công và yêu cầu về độ bóng khác nhau
mà lợng ăn dao đợc điều chỉnh hợp lý . Đối với máy doa ngang 2660 thì lợng ăn
dao đợc điều chỉnh trong phạm vi (0 600) mm/ph.Khi di chuyển nhanh , có thể đạt
tới 2,5 m/p - 3m/p . Mặt khác , lợng ăn dao yêu cầu phải đợc giữ không đổi khi tốc
độ trục chính thay đổi . Để đảm bảo đợc các yêu cầu đó thì đặc tính cơ cần có độ
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
cứng cao , với độ ổn định tốc độ s = 5% . Hệ thống truyền động ăn dao phải đảm
bảo độ tác động nhanh , cao, dừng máy chính xác , đảm bảo đợc sự liên động với
truyền động chính khi làm việc tự động .
Hệ thống truyền động ăn dao cho máy doa ngang 2660 có thể sử dụng hệ thống
khuếch đại máy điện - động cơ điện một chiều có bộ khuếch đại điện tử trung
gian . Tuy nhiên , nhợc điểm hệ thống truyền động này là có kết cấu cồng kềnh
không tiện lợi cho việc lắp đặt , sử dụng , bảo quản . Hơn nữa nó cha đạt hiệu suất
cao . Khắc phục nhợc điểm trên , ta thiết kế và đa vào sử dụng hệ thống truyền

động Thysistor - Động cơ điện một chiều cho cơ cấu ăn dao của máy doa ngang
2660.

Chơng 2
các phơng pháp điều chỉnh tốc độ đối với động
cơ điện một chiều kích từ độc lập
Đ2.1 điều chỉnh tốc độ truyền động điện
Trong quá trình làm việc tốc độ của động cơ điện thờng bị thay đổi do sự biến
thiên của tải , của nguồn và do đó gây ra sự sai lệch về tốc độ thực so với tốc độ đặt
,hay tốc độ mong muốn (tốc độ làm việc của hệ thống truyền động điện do công
nghệ yêu cầu ). Bởi vậy , việc điều chỉnh tốc độ là một trong những vấn đề quan
trọng trong truyền động điện tự động .
3
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Một yêu cầu đặt ra khi thiết kế hệ truyền động là sự phù hợp giữa đặc tính điều
chỉnh của động cơ điện và đặc tính của tải . Ngời ta thờng chọn hệ truyền động
cũng nh phơng pháp điều chỉnh nào cho đặc tính điều chỉnh bám sát yêu cầu của tải
. Mặt khác , vẫn phải luôn đảm bảo đợc tính ổn định công tác trong chế độ làm việc
xác lập cũng nh quá trình quá độ .
Đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập , về phơng diện điều chỉnh tốc
độ có nhiều u việt do khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng , cấu trúc mạch lạc ,
mạch điều khiển đơn giản , chất lợng điều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ
rộng . Sau đây là các phơng pháp điều chỉnh động cơ điện một chiều kích từ độc
lập .
Đ2.2 các phơng pháp điều chỉnh tốc độ đối với
động cơ điện một chiều kích từ độc lập .
Để có những phơng pháp điều chỉnh tốc độ hợp lý thì trớc hết ta phải xem xét
đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập , nó biểu thị quan hệ giữa
tốc độ quay và mômen : n = f(M).Và đợc viết dới dạng :

Với những điều kiện khi M(hoặc I ) thay đổi từ thông
của động cơ điện một chiều cũng hầu nh không đổi vì thực ra ảnh hởng làm giảm
bớt từ thông của phản ứng ngang trục rat nhỏ cho nên biểu thức(2 1)
có thể viết dới dạng :
4
)12(

.
.
2




=
ee
C
MR
C
U
n
M

C
te
t
te
CICU
==
,

)22(
.
=
k

MR
nn
o
Website: Email : Tel : 0918.775.368
5
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Và đặc tính cơ của động cơ điện kích từ là một đờng thẳng nh hình vẽ dới đây :
Đờng đặc tính cơ trên ứng với trờng hợp mạch của phần ứng không có điện trở
phụ và đợc gọi là đờng đặc tính cơ tự nhiên . Do R rất nhỏ nên khi thay đổi từ
không đến định mức tốc độ giảm rất ít (khoảng 2- 8 % tốc độ định mức ) cho nên
đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập rất cứng .

6
n
0
M(I )
o
dm
n
n
dm
M
đm
I
Website: Email : Tel : 0918.775.368

1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông .
Nếu tăng điện trở r
đc
trên mạch kích thích từ ứng vơi các trị số khácnhau của
điện trở kích thích ta có các đặc tính cơ tơng ứng nh trình bày ở hình (2-1)
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập với những dòng kích thích khác nhau .
Theo hình 2-1 các đờng đặc tính cơ có no lớn hơn và có độ nghiêng khác nhau sẽ
giao nhau trên trục hoành tại điểm ứng với dòng điện rất lớn
I = U/R

theo điều kiện n = 0 của các biểu thức (2-1 ) hoặc (2- 2). Đ -
ờng thấp nhất trên hình ứng với từ thông
đm
. Giao điểm của đờng momen cản
của tải M
C
= f(n) với các trên cho biết tốc độ xác lập ứng với các trị số khác nhau
của từ thông .
Do điều kiện đổi chiều , các động cơ thông dụng hiện nay có thể điều chỉnh tốc
độ quay bằng phơng pháp này trong giới hạn 1 : 2 . Cũng có thể sản xuất những
động cơ có giới hạn điều chỉnh 1: 5 thậm chí 1 : 8 nhng phải dùng những phơng
pháp khống chế đặc biệt .
7
đm

1
2
3
n
03

M(Iđ)
0
Mđm
I đm
02
01
đm
n
n
n
n
-+
Ikt
Rd
+
I
E
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ R
f
trên mạch phần cứng .
Khi có thêm điện trở phụ R
f
vào mạch phần ứng thì biểu thức (2_2) trở thành
ứng với các trị số khác nhau của R
f
thì có các đờng đặc tính cơ khách nhau .
Trong đó ứng với R
f
=0 là đờng đặc tính cơ tự nhiên . Điều này đợc thể hiện ở hình

(2-3).
Ta thấy rằng nếu R
f
càng lớn đặc tính cơ sẽ có độ dốc càng cao và do đó càng
mềm hơn và ngợc lại . Nghĩa là tốc độ sẽ thay đổi nhiều ki tải thay đổi . Cũng nh
trên giao điểm của những đờng đó với đờng M
0
=f(n) cho biết trị số tốc độ xác lập
khi điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện trở phụ R
f
.

3 . Điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp .
Phơng pháp này chỉ áp dụng đợc đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập
hoặc động cơ điện kích thích song song làm việc ở chế độ kích thích độc lập. Việc
cung cấp điện áp có thể điều chỉnh đợc cho động cơ từ một nguồn độc lập đợc thực
8
MF ĐCU =U
F Đ
K
ĐC
~
Tải
KT
MF ĐC
KT
Hình 2-4: Sơ đồ khái quát tổ máy phát động cơ
)32(
).(

+
=
k

MRR
nn
f
o
ở những điện trở phụ khác nhau
của động cơ điện một chiều kích thích độc lập
Hình 2-3: Đặc tính cơ (và đặc tính tốc độ)
4
3
1
2
Rf
Rf
Rf
Rf
Rf=0
U
0
Iđm
Mđm M(I )
U
0
Website: Email : Tel : 0918.775.368
hiện trong kĩ thuật bằng cách ghép thành tổ máy phát - Động cơ theo sơ đồ nguyên
lý đợc trình bày trên hình 2-4 .
9

)(
Cdtd/c
dtd/c
MMC
R
EU
I
M
te
==

==



).(K
dcM
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Khi thay đổi điện áp U ta có một họ đặc tính cơ có cùng một độ dốc (hìnhdới).

Theo đó , đờng 1 ứng với Uđm > U2 > U3 . Đờng 4 ứng với U4 > Uđm Nói
chung vì không cho phép vợt quá điện áp định mức nên việc điều chỉnh tốc độ trên
tốc độ định mức không đợc áp dụng hoặc chỉ thực hiện đợc trong phạm vi rất hẹp .
Ngày này , tổ máy phát máy phát - động cơ thờng dùng trong các máy cắt kim
loại và máy cán thép lớn để đa tốc độ động cơ với hiệu suất cao trong giới hạn rộng
rãi , 1:10 hoặc hơn nữa .
10
M(I)
0
U

Mđm
Iđm
1
2
3
U
01
U
02
03
U
(Uđm)
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Chơng 3
các phơng pháp chỉnh lu dòng xoay chiều và sơ
đồ mạch động lực cho hệ thống tự động

Đ3.1 Các phơng pháp chỉnh lu
Để cấp nguồn cho tải một chiều (Động cơ điện một chiều kích thích độc lập)
chúng ta cần thiết kế các bộ chỉnh lu với mục đích biến đổi năng lợng đIện xoay
chiều thành một chiều . Các loại bộ biến đổi này có thể là chỉnh lu không điều
khiển và chỉnh lu có điều khiển . Với mục đích giảm công suất vô công , ngời ta th-
ờng mắc song song ngợc với tải một chiều một diod (loại sơ đồ này đợc gọi là sơ
đồ diod ngợc ) . Trong các sơ đồ chỉnh lu có diod ngợc . Khi có và không có điều
khiển , năng lợng đợc truyền từ phía lới xoay chiều sang một chiều , nghĩa là các
loại chỉnh lu đó chỉ có thể làm việc ở chế độ chỉnh lu . Đối với các bộ chỉnh lu có
điều khiển , không diod ngợc có thể trao đổi năng lợng theo cả hai chiều . Khi năng
lợng truyền từ lới điện xoay chiều sang tải một chiều , bộ nguồn làm việc ở chế độ
chỉnh lu , còn khi năng lợng truyền theo chiều ngợc lại (từ phía tải một chiều về
phía lới xoay chiều ) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ nghịch lu trả năng lợng về lới .

Theo dạng nguồn cấp xoay chiều chúng ta có thể chia chỉnh lu thành một trong
ba pha . Các thông số quan trọng của sơ đồ chỉnh lu là : dòng điện và điện áp tải ,
dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp thứ cấp biến áp (nếu có ) , số lần đập mạch
trong một chu kì . Số lần đập mạch trong một chu kì là quan hệ của tần số sóng hài
thấp nhất của điện áp chỉnh lu cới tần số điện áp xoay chiều .
Theo hình dạng các sơ đồ chinh lu với chuyển mạch tự nhiên chúng ta có thể
phân loại chỉnh lu thành các loại sơ đồ sau :
1 . Chỉnh lu một nửa chu kỳ

11
T
U2
Rd
Ld
U1
Hình 3-1 Sơ đồ chỉnh l u 1/2 chu kỳ
Website: Email : Tel : 0918.775.368
ở sơ đồ chỉnh lu một nửa chu kỳ hình 3- 1 . Sóng điện áp ra một chiều sẽ bị
gián đoạn trong một nửa chu kỳ khi điện áp anod của van bán dẫn âm . Do vậy ,
khi sử dụng sơ đồ chỉnh lu một nửa chu kỳ , chúng ta có chất lợng điện áp xấu , trị
số điện áp tải trung bình lớn nhất đợc tính :
Udo = 0,45 .U
2
: Với tải thuần trở ta có U
d
= U
do
Với tải điện cảm lớn U
d
= U

do
cos
Với chất lợng điện áp ra xấu và cũng cho ta hệ số sử dụng biến áp xấu . Đánh giá
chung về loại chỉnh lu này ta có thể nhận thấy đây là loại chỉnh lu cơ bản , sơ đồ
nguyên lý mạch đơn giản . Tuy vậy các chất lợng kỹ thuật nh : chất lợng điện áp
một chiều , hiệu suất sử dụng biến áp rất xấu Do đó loại chỉnh lu này ít đợc sử
dụng trong thực tế .
Khi cần chất lợng điện áp khá hơn , ngời ta sử dụng sơ đồ chỉnh lu cả chu kỳ
theo các phơng án sau:
3.Chỉnh lu cả chu kỳ với biến áp có trung tính .
Theo sơ đồ trên , biến áp phải có hai cuộn dây thứ cấp với thông số giống hệt nhau ,
ở mỗi nửa chu kỳ có một van bán dẫn cho dòng điện chạy qua . Cho nên ở cả 2 nửa
chu kỳ sóng điện áp tải trùng với điện áp cuộn dây có van dẫn Trong sơ đồ này điện
12
2
cos1

+
với biến áp có trung tính
U2
T2
Ld
Rd
U2
T1
U1
Hình 3-2 Sơ đồ chỉnh l u cả chu kỳ
Hình 3-3b: Các đ ờng cong điện áp
điện áp của Tiristor T1 khi tải điện cảm lớn
dòng điện tải, dòng điện các van và

điện áp của Tiristor T1 khi tải thuần trở
dòng điện tải, dòng điện các van và
Hình 3-3a: Các đ ờng cong điện áp
1
T
UU
T
1
2
t t
3
t
Ud
0
Id
t
1

2 3
t
t
1
T
T
2
tt
2
T
1
T

32

Id
0
1
t
Ud
t
t
t
3
tt
2
Website: Email : Tel : 0918.775.368
áp tải đập mạch trong cả hai nửa chu kỳ , với tần số đập mạch bằng hai lần tần số điện
áp xoay chiều . Hình dạng các đờng cong điện áp , dòng tải (U
d
, I
d
) , dòng điện các
van bán dẫn T1, T2 và điện áp của các van đợc mô tả trên hình 3- 3a khi tải thuần trở
và trên hình 3-3b khi tải điện cảm lớn.

Điện áp trung bình trên tải , khi tải thuần trở dòng điện gián đoạn đợc tính :
U
đ
= U
đ0
(1 + Cos)/2
U

đ0
Điện áp chỉnh lu khi không điều khiển và bằng U
đ0
= 0.9 U
2
.
Góc mở của các Tiristor.
Khi tải điện cảm lớn dòng điện , điện áp tải liên tục , lúc này điện áp một chiều đ-
ợc tính :


Trong đó :
Trong các sơ đồ chỉnh lu thì loại sơ đồ này có điện áp ngợc của van phải chịu là
lớn nhất :
Mỗi van dẫn thông trong một nửa chu kỳ , do vậy dòng điện mà van bán dẫn
phải chịu tối đa là 1/2 dòng điện tải trị số hiệu dụng của dòng điện chạy qua van
I
hd
= 0,71 I
d
.
13

CosUU
dod
.=
2
22
UU
do

=
2
22 UU
nv
=
1 pha điều khiển đối xứng
T2
T3
T1
U
Rd Ld
T4
Hình 3-6: Sơ đồ chỉnh l u cầu
Website: Email : Tel : 0918.775.368
So với chỉnh lu nửa chu kỳ , thì loại chỉnh lu này có chất lợng tốt hơn . Dòng
điện chạy qua van không quá lớn , Tổng điện áp rơi trên van nhỏ . Đối với chỉnh lu có
điều khiển , thì sơ đồ hình 3-2 nói chung và việc điều khiển các van bán dẫn ở đây t-
ơng đối đơn giản . Tuy vậy , việc chế tạo biến áp có 2 cuộn dây thứ cấp giống nhau ,
mà mỗi van chỉ làm việc có một nửa chu kỳ , làm cho việc chế tạo biến áp phức tạp
hơn , hiệu suất sử dụng biến áp xấu hơn , mặt khác điện áp ngợc
của các van phải chịu là lớn nhất .
3 . Chỉnh lu cầu một pha .
Hoạt động của sơ đồ này khái quát có thể mô tả nh sau . Trong nửa bán kỳ điện áp
anod của Thyristor T1 dơng (+) (lúc đó catot của T2 âm (-)) nếu có xung điều
khiển đồng thời cho cả 2 van T1,T2 thì các van này sẽ đợc mở thông để đặt điện áp
lới lên tải ,điện áp tải một chiều còn bằng điện áp xoay chiều chừng nào các van còn
dẫn thông (khoảng dẫn của các thysistor phụ thuộc vào tính chất của tải ) . Đến nửa
bán kỳ sau , điện áp đổi dấu , anod của thysistor T3 dơng (+) catod T4 âm (-)Nếu có
xung điều khiển cho cả 2 van T

3
, T
4
, đồng thời thì các van này sẽ đợc mở thông và đặt
điện áp lới trên tải, với điện áp một chiều trên tải có chiều trùng với nửa bán kỳ trớc.
Chỉnh lu cầu một pha hình(3-4) có chất lợng điện áp ra hoàn toàn giống nh chỉnh
lu cả chu kỳ với biến áp trung tính.Nghĩa là trong trờng hợp tải thuần trở dòng điện
gián đoạn thì điện áp trung bình đợc của tải tính bằng:
U
đ
= U
đ0
(1 + Cos)/2
Còn khi tải điện cảm lớn dòng điện , điện áp của tải liên tục thì điện áp một
chiều :
14

cos
0dd
UU
=
Website: Email : Tel : 0918.775.368

Hình dạng các đờng cong điện áp , dòng điện tải , dòng điện các van bán dẫn và
điện áp của một van tiêu biểu gần tơng tự nh hình (3-3a, b). Trong sơ đồ này dòng
điện chạy qua van giống nh sơ đồ hình (3-2) nhng điện áp ngợc van phải chịu nhỏ hơn
:
Việc điều khiển đồng thời các Tiristor T
1
, T

2
, và T
3
, T
4
có thể thực hiện bằng nhiều
cách. Một trong những cách đơn giản nhất là sử dụng biến áp xung có 2 cuộn thứ cấp
(Hình 3-5)
Tuy vậy chúng ta sẽ gặp khó khăn trong khi mở các van điều khiển nhất là khi
công suất xung không đủ lớn . Để tránh việc mở đồng thời các van nh trên mà trong
chừng mực nào đó vẫn có thể đáp ứng đợc yêu cầu về chất lợng điện áp ngời ta sử
dụng chỉnh lu cầu một pha điều khiển không đối xứng.

15
2
22
UU
do

=
2
2UU
nv
=
Hình 3-5: Ph ơng án cấp xung điều chỉnh cầu 1 pha
khiển
Mạch điều
*
*
2

T
D
1
T
*
D
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Chỉnh lu cầu một pha điều khiển không đối xứng có thể thực hiện bằng hai phơng án
khác nhau nh hình (3-6)
Cả hai sơ đồ trên đều có 2 Tiristor và 2 diod , mỗi lần cấp xung điều khiển chỉ
cần một xung, điện áp trên tải có hình dạng và trị số giống nhau , cả hai sơ đồ đều
không làm việc ở chế độ nghịch lu trả năng lợng về lới do đờng cong điện áp trên tải
chỉ có phần dơng.
Về hoạt động, khi điện áp dới đặt vào anod và catod của các van bán dẫn thuận
chiều và có xung điều khiển thì việc dẫn dòng các van làm việc giống nhau . Khi điện
áp đổi dấu năng lợng của cuộn L đợc xả qua các diode D
1
,D
2
các van này sẽ đóng vai
trò của diod ngợc. Chính đó mà các Tiristor sẽ tự động khoá lại khi điện áp đổi dấu.
Việc chuyển mạch các có điều khiển đợc thực hiện bằng việc mở van kế tiếp và các
van dẫn thông trong một nửa chu kỳ
Về trị số thì dòng điện trung bình chạy qua van bằng :
Dòng điện hiệu dụng của van :

Trị số điện áp tải trung bình đợc tính là : U
d0
=0.9U
2

16
dtb
=
2
1
dhd
=
.71,0
LdRd
U
D2
D1
T1
T2
U
D2 T1
T2D1
Hình 3-6: Sơ đồ chỉnh l u cầu, 1 pha ĐK không đối xứng
Rd Ld
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Nhìn chung các loại chỉnh lu cầu 1 pha có chất lợng điện áp tơng đơng nh
chỉnh lu cả chu kỳ với biến áp có trung tính , chất lợng điện một chiều nh nhau, dòng
điện làm việc của van bằng nhau, nên việc ứng dụng chúng là tơng đơng nhau. Mặc
dù ở chỉnh lu cầu một pha có u điểm hơn ở chỗ : Điện áp ngợc trên van bé hơn, biến
áp dễ chế tạo và có hiệu suất cao hơn. Nhng chỉnh lu cầu một pha có số lợng van
nhiều hơn, giá thành cao hơn, chỉnh lu cầu điều khiển đối xứng thì việc điều khiển
phức tạp hơn.
Nh vậy, các sơ đồ chỉnh lu một pha cho ta điện áp với chất lợng cha cao, biên
độ đập mạch điện áp quá lớn, thành phần hài bậc cao lớn. Điều này không áp ứng cho
nhiều loại tải. Muốn có chất lợng điện áp tốt hơn chúng ta phải sử dụng các sơ đồ có

số pha nhiều hơn.
17
IdId
D
1
1
T
0
1
t
2
D
2
T
Ud
t
t
t
t
t
t
3
tt
22
t t
3
t
t
t
t

t
t
Ud
T
2
D
2
t
1
0
T
1
1
D
dòng điện các van bán dẫn của các sơ đồ hình 3-6a, b
Hình 3-7: Giản đồ các đ ờng cong điện áp, dòng tải điện,
Website: Email : Tel : 0918.775.368
4 . Chỉnh lu tia 3 pha :
18
RdLđ
C
T3
T2
B
A
T1
Hình 3-8a: Sơ đồ chỉnh l u tia3 pha
góc mở =60 các đ ờng cong gián đoạn
Hình 3-8c: Giản đồ đ ờng cong khi
t

0
Ud
Id
1
t t t t
2 3 4
t
T
1
t
T
2
t
T
3
UT
1



góc mở =30 tải thuần trở
Hình 3-8b: Giản đồ đ ờng cong khi
UT
1
3
T
t
t
T
2

1
T
t
t
4
t
32
t
1
t
Id
Ud
0
t
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Khi biến áp có ba pha đấu sao (Y) trên mỗi pha A, B, C ta nối một van nh
hình 3-8a. Ba catod đấu chung cho ta điện áp dơng của tải, còn trung tính biến áp sẽ
là điện áp âm. Ba pha điện áp A, B, C lệnh nhau một góc là 120
0
theo các đơng cong
điện áp pha . Chúng ta có điện áp của một pha dơng hơn điện áp của hai pha kia trong
khoảng thời gian 1/3 chu kỳ (120
0
) . Từ đó thấy rằng, tại một thời điểm chỉ có điện áp
của một pha dơng hơn hai pha kia .
Nguyên tắc mở thông và điều khiển các van ở đây là khi anod của van nào d-
ơng hơn van đó mới đợc kích mở .Thời điểm 2 điện áp của hai pha giao nhau đợc gọi
là góc thông tự nhiên của các van bán dẫn . Các Triristor chỉ đợc mở thông với góc
mở nhỏ nhất tại thời điểm góc thông tự nhiên . Nh vậy trong chỉnh lu ba pha, góc mở
nhỏ nhất =0

0
sẽ dịch pha so với điện áp pha một góc là 30
0
.
Theo các hình 3-8b, 3-8c, tại mỗi thời điểm nào đó chỉ có một van dẫn, nh vậy
mỗi van thông trong 1/3 chu kỳ nếu điện áp tải liên tục (Hình 3-8b), còn nếu tải gián
đoạn (Hình 3-8c ) thì thời gian dẫn thông của các van nhỏ hơn. Trong khoảng thời
gian van dẫn dòng điện của van bằng dòng điện tải, trong khoảng thời gian van khoá
dòng điện van bằng 0 . Tuy nhiên trong cả 2 trờng hợp dòng điện trung bình của các
van đều bằng : I
tb
= 1/3I
đ
Điện áp của van phải chịu bằng điện áp dây giữa pha có van khoá với pha có
van đang dẫn. Ví dụ, trong khoảng t
1
ữ t
3
van T
1
khoá còn van T
2
dẫn do đó van T
1

phải chịu mức điện áp dòng U
AB
, đến khoảng t
3
ữ t

4
các van T
1
, T
2
khoá còn T
3
dẫn,
lúc này T
1
phải chịu điện áp dây U
AC
.
Khi tải thuần trở dòng điện và điện áp tải liên tục hay gián đoạn phụ thuộc
góc mở của các Tiristor .Nếu góc mở Tiristor nhỏ hơn 30
0
, các đờng cong U
d
, I
d

liên tục ; khi góc mở lớn hơn >30
0
điện áp và dòng điện tải gián đoạn .
Khi tải điện cảm (nhất là điện cảm lớn ) dòng điện , điện áp tải là các đờng
cong liên tục , nhờ năng lợng dự trữ trong các cuộn dây đủ lớn để duy trì dòng điện
khi điện áp đổi dấu .
Trị số điện áp trung bình của tải sẽ đợc tính bằng : U
d
=U

d0
.cos
nếu điện áp tải liên tục, khi điện áp tải gián đoạn ta có :
19












+=


3
sin1
3
0d
d
U
U
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Trong đó : U
d0
=1.17 U

2f
. Điện áp chỉnh lu tia 3 pha khi van là diod
U
2f
- điện áp pha thứ cấp biến áp .
Tóm lại , so với chỉnh lu một pha thì chỉnh lu tia ba pha có chất lợng điện áp
một chiều tốt hơn , biên độ đập mạch thấp hơn thành phần sóng hài bậc cao bé hơn,
việc điều khiển các van bán dẫn trong trờng hợp này tơng đối đơn giản . Với việc
dòng điện trong mỗi cuộn dây thứ cấp là dòng một chiều có biến áp 3 pha 3 tụ mà từ
thông lõi thép biến áp là từ thông xoay chiều không đối xứng làm cho công suất biến
áp phải lớn .
20
Website: Email : Tel : 0918.775.368
5 . Chỉnh lu tia 6 pha .
Ta đã biết sơ đồ chỉnh lu tia ba pha ở trên có chất lợng điện áp tải cha thật tốt
lắm . Khi cần chất lợng điện áp tốt hơn chúng ta sử dụng sơ đồ nhiều pha hơn . Một
trong những sơ đồ đó là chỉnh lu tia 6 pha . Sơ đồ động lực đợc mô tả nh hình 3-10a .
Sơ đồ chỉnh lu tia 6 pha đợc cấu tạo bởi 6 van bán dẫn đợc nối tới biến áp ba
pha với 6 cuộn dây thứ cấp trên mỗi tụ biến áp có hai cuộn dây giống nhau và ngợc
pha . Điện áp các pha lệch nhau một góc là 60
0
đợc mô tả nh trên hình 3-10b . Với
dạng sóng điện áp tải ở đây là phần dơng hơn của các điện áp pha với đập mạch bậc
6 . Ta thấy chất lợng điện áp một chiều đợc coi là tốt nhất .
Trong trờng hợp dòng điện liên tục (Tải thuần trở với góc mở </3 , hoặc tải
điện cảm ) thì điện áp tải đợc tính nh sau :
U
d
=U
d0

.cos
Còn trong trờng hợp dòng điện gián đoạn ( tải thuần trở >/3) thì điện áp tải đợc
tính :
Trong đó : U
d0
=1.35 U
2f
.
21












+=


6
sin1
0dd
UU
Hình 3-10b: Đ ờng cong điện áp tải
t

0
B A CB A CCAB
Hình 3-10a: Sơ đồ động lực
T1
A
*
*
B
T2
T3
C
*
LdRd
A
B
C
T4
*
*
*
T5
T6
Website: Email : Tel : 0918.775.368
Theo dạng sóng điện áp ra (hình 3-10b) . Chúng ta thấy rằng mỗi van dẫn
thông trong khoảng 1/6 chu kỳ . So với các sơ đồ khác thì chỉnh lu tia 6 pha cho dòng
điện chạy qua van bán dẫn là bé nhất . Do đó sơ đồ chỉnh lu tia 6 pha rất có ý nghĩa
khi dòng tải lớn (chỉ cần van nhỏ có thể chế tạo bộ nguồn với dòng tải lớn )
6. Chỉnh lu cầu 3 pha .
a . Chỉnh lu cầu ba pha điều khiển đối xứng .
Sơ đồ chỉnh lu cầu 3 pha điều khiển đối xứng (hình 3-11a) có thể coi nh hai sơ

đồ chỉnh lu tia 3 pha mắc ngợc chiều nhau , 3 Tiristor T
1
, T
3
, T
5
tạo thành một chỉnh
lu tia 3 pha cho điện áp dơng tạo thành nhóm anod , còn 3 Tiristor T
2
, T
4
, T
6
,tạo
thành chỉnh lu tia cho điện áp âm tạo thành nhóm catod, lên chỉnh lu này ghép lại
thành cầu 3 pha .
Theo hoạt động của chỉnh lu cầu 3 pha điều khiển đối xứng , dây điện chạy
qua tải là dòng điện chạy từ pha này về pha kia , do đó tại mỗi thời điểm cần mở
Tiristor chúng ta cần cấp hai xung điều khiển đồng thời (một xung ở nhóm anod
(+) ; một xung ở nhóm catod(-)) và cần chú ý thứ tự cấp xung điều khiển cũng cần
tuân thủ theo đúng thứ tự pha .
Khi chúng ta cấp đúng các xung điều khiển , dòng điện sẽ chạy từ pha có
điện áp dơng hơn về pha có điện áp âm hơn . Ví dụ trong khoảng t
1
ữt
2
pha A có điện
áp dơng hơn , pha B có điện áp âm hơn , với việc mở thông T
1
, T

4
dòng điện chạy từ
A về B .
Khi góc mở van nhỏ hoặc điện cảm lớn trong mỗi khoảng dẫn của một gian
của nhóm này (anod hay catod) thì sẽ có hai van của nhóm kia đổi chỗ cho nhau .
Điều này có thể thấy rõ trong khoảng t
1
ữt
3
nh hình 3-11b . Tiristor T
1
nhóm anod
22
T1T2
T4 T3
T5T6
Hình 3-11a: Sơ đồ động lực
chỉnh l u cầu 3 pha ĐKĐX
Rd Ld
Website: Email : Tel : 0918.775.368
dẫn nhng trong nhóm catod T
4
dẫn trong khoảng t
1
ữt
2
còn T
6
dẫn tiếp trong khoảng
t

2
ữt
3
.
Điện áp ngợc các van phải chịu ở chỉnh lu cầu 3 pha sẽ bằng 0 khi van dẫn
và bằng điện áp dây khi van khoá . Ta có thể lấy ví dụ cho van T
1
; trong khoảng
t
1
ữt
3
T
1
dẫn điện áp bằng 0, trong khoảng t
3
ữt
5
van T
3
dẫn lúc này van T
1
chịu điện
áp ngợc U
BA
, đến khoảng t
5
ữt
7
van T

5
dẫn T
1
sẽ chịu điện áp ngợc U
CA
.
Khi điện áp tải liên tục , nh đờng cong U
d
trên hình 3-11b trị số điện áp tải đ-
ợc tính theo công thức :
U
d
=U
d0
cos
Còn khi góc mở các Tiristor lớn tới >60
0
và tải thuần trở hoặc tải có điện cảm quá
nhỏ, điện áp tải bị gián đoạn ta có :
Với U
d0
=2.34 U
2f
Và dòng điện chạy từ pha này về pha kia là do các van bán dẫn có phân cực
thuận theo điện áp dây đặt lên chúng cho tới khi điện áp dây đổi dấu các van có
phân cực ngợc nên chúng tự khoá
23

+=


6
sin1
0dd
UU
Website: Email : Tel : 0918.775.368
b.Giản đồ các đờng cong cơ bản
c. Điện áp tải khi góc mở =60
0

Nh thế sự phức tạp của chỉnh lu cầu ba pha điều khiển đối xứng là cầu phải
mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự van do đó gây không ít khó khăn cho việc
chế tạo vận hành và sửa chữa . Để đơn giản hơn ngời ta có thể sử dụng sơ, đồ cầu 3
pha điều khiển không đối xứng .
24
U
f
d
U

C ABA
0
UT
1
T

6
T

4

2
T


T
5


3
T


CBA
f
U
1
T

d

U
f
U
7
t
6
t
5
t
4
t
3
t
2
tt
1
t
t
Hinh 3-11b
Hinh 3-11c
Website: Email : Tel : 0918.775.368
b. Chỉnh lu cầu ba pha điều khiển không đối xứng
Loại chỉnh lu này đợc cấu tạo từ một nhóm (anod hoặc catod) điều khiển và
một nhóm không điều khiển nh mô tả trên hình 3-12a .
25
Hình 3-12a: Sơ đồ động lực
LdRd
D3 T3
T2D2
D1 T1

3
Hình 3-12b: Giản đồ các đ ờng cong
0
Ud
Uf
C
B
A
Uf
0
7
t
6
t
5
t
4
t
3
t
2
t
1
t
2
D
3
D
1
D

T

2
T

1
T

t
t
t
t
t
t
t
Ud
t
2
D