nghiên cứu và thiết kế hệ thống truyền động điện bằng xung áp một chiều

Đồ án tốt nghiệp

Lời cam đoan
Em xin cam đoan đề tài tốt nghiệp này là do em tự thiết kế dới sự hớng
dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Tiến. Các số liệu và kết quả trong đề tài
là hoàn thành trung thực.
Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo
đã đợc ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác
mà không đợc liệt kê ở phần tài liệu tham khảo
Sinh viên

Phạm Văn Thể

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

1


Đồ án tốt nghiệp

Mục lục
Trang
Lời cam đoan....................................................................................................1
Mở đầu

4

Chơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.....................5
Đ1. Đặc tính cơ của động cơ một chiều......................................................5
1. Khái niệm đặc tính cơ..............................................................................5
2. Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập................................6

Đ2. Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều ............................7
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứng................................................................7
1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ..............................9
Đ 3. Các hệ truyền động điện động cơ một chiều...................................10
1. Hệ truyền động F - Đ.............................................................................10
2. Hệ truyền động T - Đ.............................................................................11
Chơng 2: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một
chiều............................................................................................15
Đ1. Điều chỉnh xung áp mạch đơn...........................................................15
1. Sơ đồ nguyên lý......................................................................................15
2. Phơng trình đồ thị điện áp và dòng điện...............................................16
3. Đặc tính cơ.............................................................................................20
Đ2.1. Điều chỉnh xung áp Mạch kép........................................................22
1. Sơ đồ nguyên lý......................................................................................22
2. Phơng trình đồ thị dòng điện và điện áp...............................................24
3. Đặc tính cơ.............................................................................................26
Đ3. Điều khiển đối xứng................................................................................27
1. Sơ đồ và nguyên lý.................................................................................27
2. Đồ thị dòng điện và điện áp...................................................................28
3. Đặc tính của động cơ.............................................................................29
Đ4. Điều khiển không đối xứng................................................................29
Chơng III: Tính toán các phần tử mạch lực................................................31
Đ3.1. Mô tả sơ đồ mạch lực.......................................................................31
Đ3.2. Tính chọn mạch điều chỉnh điện áp...............................................32
1. Tính chọn các phần tử của bộ chỉnh lu cầu 1 pha hai nửa chu kỳ........32
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

2

Đồ án tốt nghiệp

Chơng IV: Thiết kế mạch điều khiển..........................................................37
Đ4.1. Phân tích sơ đồ.................................................................................37
1. Sơ đồ.......................................................................................................37
2. Phân tích sơ đồ.......................................................................................38
Chơng V: Thiết kế hệ thống kín...................................................................45
Đ5.1. Đặc tính cơ của hệ thống hở............................................................45
1. Xây dựng phơng trình đặc tính cơ.........................................................45
2. Đồ thị......................................................................................................45
Đ5.2. Tính toán trong hệ kín....................................................................46
1. Sơ đồ.......................................................................................................46
2. Phơng trình đặc tính cơ của hệ thống kín..............................................46
Đ5.3. Tính chọn hệ thống kín...................................................................47
Đ5.4. Tính toán sơ đồ của bộ điều chỉnh và khâu ngắt..........................52
Kết luận

54

Tài liệu tham khảo.........................................................................................55

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

3


Đồ án tốt nghiệp

Mở đầu
Trong những năm gần đây, xu thế công nghiệp hoá, hiện đại hoá đã

mang lại rất nhiều thay đổi cho đất nớc. Đặc biệt là trong ngành tự động hoá
và có nhiều tiềm năng phát triển rất to lớn trong mọi lĩnh vực của cuộc sống.
Tự động hoá mang lại nhiều lợi ích cho con ngời nh tăng năng suất lao động,
giảm công nhân đặc biệt trong môi trờng độc hại thì tự động hoá đảm nhận.
Trong phần lớn các nhà máy, phân xởng đều có sự góp mặt của tự động
hoá. Trong các dây truyền sản xuất, máy móc sử dụng truyền động điện bằng
xung áp một chiều rất nhiều. Sử dụng hệ thống này độ an toàn cao.
Đồ án này đề cập đến vấn đề nghiên cứu và thiết kế hệ thống truyền
động điện bằng xung áp một chiều.
Nội dung của đồ án chia làm 5 chơng:
Chơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều.
Chơng II: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động cơ bằng xung áp một
chiều.
Chơng III: Thiết kế mạch lực
Chơng IV: Thiết kế hệ thống kín.
Chơng V: Tính toán các phần tử của mạch lực.
Đồ án này thực hiện với sự giúp đỡ của thầy giáo Nguyễn Mạnh Tiến
cùng các thầy cô trong bộ môn. Nội dung đồ án chắc chắn còn nhiều thiếu sót
rất mong các thầy, cô giáo đóng góp bổ sung để đồ án đợc hoàn thiện hơn.
Sinh viên

Phạm Văn Thể

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

4


Đồ án tốt nghiệp

Chơng I: Tổng quan về điều chỉnh tốc độ động
cơ một chiều
Đ1. Đặc tính cơ của động cơ một chiều.
1. Khái niệm đặc tính cơ
Đặc tính cơ của động cơ điện là quan hệ giữa tốc độ quay và momen
của động cơ. ta có đặc tính cơ tự nhiên của động cơ, nếu động cơ vận hành ở
chế độ định mức. Đặc tính cơ nhân tạo của động cơ là đặc tính khi ta thay đổi
các tham số nguồn hoặc nối thêm các điện trở, điện kháng vào động cơ.
Để đánh giá về đặc tính cơ và so sánh nó ngời ta đa ra khái niệm độ
cứng đặc tính cơ .
=

M


(1.1)



(3)
2

(2)

1
AM

(1)
M

Hình 1.1

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

5


Đồ án tốt nghiệp

2. Đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc lập
Sơ đồ nguyên lý hình 1.2.
+

-

Uư

E

Rf

Ckt

I

Rkt

Ikt
+

-

Ukt

Hình 1.2
a. Phơng trình đặc tính cơ
U = E + (R + Rf). I
Trong đó:
U: điện áp phần ứng

(V)

E: sức điện động phần ứng

(V)

R: điện trở mạch phần ứng

()

Rf: điện trở phụ trong mạch phần ứng ()
I: dòng điện mạch phần ứng

(A)

Suất điện động E đợc tính
E=

P.N
. = k .

2.a

(1.3)

K: hệ số cấu tạo của động cơ
: từ thông kích từ dới 1 cực
: tốc độ góc
Nếu bỏ qua tổn thất cơ và tổn thất thép thì
Ta có Mtt = Mđc = M
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

(1.4)
6


Đồ án tốt nghiệp

Ta có Mtt = K..I

(1.5)

Dẫn đến
=

U ư Rư + R f

.M
K ( K ) 2

(1.6)

Giả sử = const ta có đồ thị đặc tính cơ có dạng nh hình 1.3.

0
đm

đm

nm

M

Hình 1.3
Khi = 0
Ta có
U
= I nm
Rư + R f

(1.7)

và M = K. .Inm = Mnm

(1.8)

I=

Inm, Mnm dòng và momen ngắn mạch
Đ2. Phơng pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều
Có hai phơng pháp điều chỉnh tốc độ của động cơ một chiều.

a. Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng của động cơ
b. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ
1.1. Điều chỉnh điện áp phần ứng
Điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ một chiều cần có thiết bị nguồn
máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lu điều khiển. Các

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

7


Đồ án tốt nghiệp

thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lợng điện xoay chiều thành một
chiều.

Rb

BBĐ

Đ

Eb

Rưđ

I

U

Eư

Hình 1.5
ở chế độ xác lập có thể viết đợc phơng trình đặc tính của hệ thống nh
sau:
Eb E = I (Rb + Rđ)
=

( Rb + Rưđ )
Eb

Iư
K đm
K đm

(1.12)

Để xác định dải điều chỉnh tốc độ. Ta thấy tốc độ lớn nhất của hệ thống
bị chặn bởi đặc tính cơ cơ bản. Tốc độ nhỏ nhất của dải điều chỉnh bị giới hạn
bởi yêu cầu về sai số tốc độ và về momen khởi động. Khi momen tải là định
mức thì các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của hệ thống là:
max = o max

Mđm


(1.13)

min = o max

Mđm


(1.14)

Để thoả mãn khả năng quá tải thì đặc tính thấp nhất của điều chỉnh phải
có momen ngắn mạch.
Mnmmin = Mcmax = KM.Mđm
Đồ thị đặc tính cơ là đờng thẳng song song nh hình 1.6.

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

8


Đồ án tốt nghiệp

0max
max

0min
min
Mđm

Mnmmin

M,I

Hình 1.6
Trong suốt quá trình điều chỉnh điện âp phần ứng thì từ thông kích từ đợc giữ nguyên, Mômen cho phép động cơ đợc tính:

Mcp = K.đm.Iđm = Mđm

(1.16)

1.2. Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ chính la điều chỉnh từ thông
kích từ. Để điều chỉnh ta phải điều chỉnh momen điện từ của động cơ M= KI
và sức điện động quay của động cơ. Vì mạch kích từ của động cơ là phi tuyến,
vì thế hệ điều chỉnh này cũng là hệ phi tuyến.
ik =

ek
d
+ k
rb + rk
dt

(1.17)

rk: điện trở dây quấn kích từ
rb: điện trở nguồn điện áp kích từ
k: số vòng dây của dây quấn kích thích
Thờng khi điều chỉnh từ thông thì điện áp phần ứng đợc giữ nguyên
bằng đm. Tốc độ lớn nhất của dải điều chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng
chuyển mạch của cổ góp điện.

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

9

Đồ án tốt nghiệp

Đ 3. Các hệ truyền động điện động cơ một chiều.
1. Hệ truyền động F - Đ
Hệ thống máy phát động cơ F - Đ là một hệ truyền động điện mà bộ
biến đổi điện là máy phát điện một chiều kích từ độc lập, máy phát này thờng
do động cơ sơ cấp không đồng bộ ba pha điều khiển quay máy phát đợc xác
định bởi hai đặc tính.
Đặc tính từ hoá
Đặc tính tải
Trong tính toán có thể tuyến tính hoá các đặc tính này
EF = KF. F. F = KF. F. C.iKF

(1.18)

Trong đó:
KF: hệ số kết cấu của máy phát
C: hệ số góc của đặc tính từ hoá
Sơ đồ của hệ F - Đ

ĐK

I



F

UF = Uđ

Đ


MS

Hình 1.7
Nếu đặt R = RF + RĐ
Ta có thể viết đợc phơng trình của đặc tính của hệ F - Đ
=

KF
R.I
.U KF
K
K

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

(1.19)

10


Đồ án tốt nghiệp

=

KF
R

.U KF
.M
2
K
K
( )

= 0 ( U KF )

M
( U KF )

(1.20)
(1.21)

Từ các biểu thức ta thấy, khi điều chỉnh dòng điện kích thích của máy
phát thì điều chỉnh tốc độ không tải của hệ thống.
* Chế độ làm việc.
Trong hệ không có phần tử phi tuyến nào nên hệ có những đặc tính
động rất tốt, rất linh hoạt khi chuyển các trạng thái làm việc.
Với sơ đồ H1.7 động cơ chấp hành Đ có thể làm việc ở chế độ điều
chỉnh cả hai chiều, kích thích máy phát và kích thích động cơ. Đảo chiều quay
bằng cách đảo chiều dòng kích thích máy phát.
* Đặc điểm của hệ F - Đ
Ưu điểm nổi bật của hệ F - Đ là sự chuyển đổi trạng thái rất linh hoạt,
khả năng quá tải lớn. Nó thờng đợc dùng ở các máy khai thác công nghiệp
mỏ.
Nhợc điểm quan trọng của hệ F-Đ là dùng nhiều máy điện quay. Gây
ồn lớn, công suất lắp đặt máy ít nhất gấp ba lần công suất động cơ chấp hành.
Ngoài ra do các máy phát một chiều có từ d, đặc tính từ hoá có trễ nên khó

điều chỉnh sâu tốc độ.
2. Hệ truyền động T - Đ
a. Khái quát chung
Hệ truyền động T - Đ:
+ Nguyên lý chung.
+ Sơ đồ thay thế.
+ Đặc tính cơ.
+ Đảo chiều.
Do chỉnh lu Tiristo dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển khi mở
còn khoá theo điện áp lới dẫn đến truyền động van thực hiện đảo chiều khó

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

11


Đồ án tốt nghiệp

khăn và phức tạp hơn truyền động F-Đ. Có hai nguyên tắc cơ bản để xây dựng
hệ truyền động T-Đ đảo chiều.
Giữ nguyên chiều dòng điện phần ứng và đảo chiều dòng kích từ động
cơ.
b. Sơ đồ và nguyên lý làm việc.

K

iđ1

icb

Lc0

Lc0

I
1

A2

I
E
a
Ud

b

L

c
R

II
A1
BĐ1

K2
Lcb

Lcb

id1

icb

BĐ2
2

Hình 1.8
Giả thiết 1 <



; 2 >
sao cho Ed1 Ed2 thì dòng chỉ có thể chạy
2
2

từ BĐ1 sang động cơ mà không thể chạy từ BĐ 1 sang BĐ2 đợc. Để đạt đợc
trạng thái này cần có góc điều khiển phải thoả mãn điều khiển.
2 - 1
Nếu tính đến góc chuyển mạch à và góc khoá thì giá trị lớn nhất của
góc điều khiển của bộ biến đổi đang ở chế độ nghịch lu là:
max = - (àmax + )
Nếu chọn Ed1 = Ed2 thì:

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

12

Đồ án tốt nghiệp

1 + 2 =
Ta có phơng phát điều khiển chung đối xứng, dòng điện trung bình
chảy vòng qua hai bộ biến đổi là.
Icb =

E d1 +E d2
=0
R cb

c. Đặc điểm.
Ưu điểm nổi bật của hệ T - Đ là độ tác động nhanh cao không gây ồn
và dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất lớn.
Điều đó rất thuận tiện trong việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh
nhiều vòng để nâng cao chất lợng.
Nhợc điểm của hệ thống T-Đ là các van bán dẫn có tính phi tuyến, dạng
điện áp ra có biên độ đập mạnh cao, gây tổn thất phụ trong máy điện, còn làm
xấu điện áp nguồn và lới xoay chiều.
Điều chỉnh xung điện áp 4 chiều:

Dòng điện và điện áp của động cơ U Đ, i chỉ có giá trị dơng khi khoá S
thông ta có UD = UN, i = iN khi khoá S ngắt iN = 0, UĐ = 0 và i = iDo.
Do tác dụng duy trì dòng của cuộn cảm L.
Nếu đóng ngắt khoá S với tần số không đổi thì hoạt động của mạch tơng
tự nh của chỉnh lu một pha, nửa chu kỳ.
UĐ = E + UL + UR

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

13


Đồ án tốt nghiệp

Ta có:

(
(

)
)

tđ / tư
UN 1 e
E
.

Imax =
T / Tu
R 1 e
R

I min

(
(

)
)

t đ / Tư
1 E
UN e
=
. T/T

R e ư 1
R

Nếu S thông liên tục tđ = T thì dòng điện trong phần ứng là:
I = Imax = Imin =

UE
R

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

14


Đồ án tốt nghiệp

Chơng 2: Phân tích nguyên tắc điều chỉnh động
cơ bằng xung áp một chiều
Đ1. Điều chỉnh xung áp mạch đơn.
1. Sơ đồ nguyên lý.

Hình 2.1
Trên hình 2.1: Điện áp và dòng điện của động cơ U Đ, i chỉ có giá trị dơng. Khi khoá S thông ta có.

UĐ = UN
i = iN
Khi khoá S ngắt
iN = 0
UĐ = 0
Do tác dụng duy trì dòng điện của điện cảm L ta có.
i = iDo
Các giá trị trung bình của điện áp và dòng điện phần ứng là U Đ, I và do đó sức
điện động E của động cơ khi đóng và ngắt liên tục khoá S, sẽ đợc xác định khi
biết luật đóng ngắt khoá và các thông số của mạch. Nếu đóng ngắt khoá S với

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

15


Đồ án tốt nghiệp

tần số không đổi thì hoạt động của mạch tơng tự nh của chỉnh lu một pha nửa
chu kỳ.
2. Phơng trình đồ thị điện áp và dòng điện.

Hình: 2.2
Trên hình 2.2 mô tả qúa trình dòng điện và điện áp trong chế độ dòng
điện liên tục.
Phơng trình điện áp khi S thông.

Hoặc

UĐ = E + UL + UR

(2.1)

di R
U E
+ i= Đ
dt L
L

(2.2)

Tại thời điểm t = 0+ khoá S bắt đầu thông.
UĐ = UN
i = Imin
SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

16


Đồ án tốt nghiệp

Nếu coi Sđđ E không đổi trong một chu kỳ đóng ngắt của khoá S thì
nghiệm của phơng trình (2.2) là:
i=

UN E
1 e t / Tu .I m in .e t / Tu
R

(

(0 t < tđ)

)

(2.3)

T = L/R hằng số thời gian

Tại thời điểm t = tđ khoá S bắt đầu ngắt.
i = Imax =

U N E
1 e t đ / Tư +I min .e t đ / Tư
R

(

)

(2.4)

Lúc này UĐ = 0; dòng điện động cơ khép mạch qua D0, nhận đợc phơng
trình sau:.
di R
E
+ i=
dt ' L
L

(2.5)

Trong đó t = t - tđ.
Tại

t = 0+.
i = Imax

Nghiệm của (2.5) là:
i=

E
1 e t '/ Tư + I max .e t '/ Tư
R

(

)

(tđ t < T)

(2.6)

tại t = T - tđ tức là tại t = T, i = Imin.
Từ (2.6) ta có:
Imin = -

(

)

E
T t / T
T t / T
1 e ( đ ) ư + I max .e ( đ ) ư
R

(2.7)

Kết hợp (2.4) và (2.7) ta có:
I max

(
(

)
)

t đ / Tư
UN 1 e
E
=
.

T / Tư
R 1 e
R

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

(2.8)

17


§å ¸n tèt nghiÖp

I min

(

)

t ® / T­
−1 E
UN e
=
. T / T­
−
R e
R
−1

(2.9)

Nếu S thông liên tục tại t đ = T thì dòng điện trong mạch phần ứng sẽ
không đổi và bằng.
I = Imax = Imin =

UN − E

R

(2.10)

Nếu thời gian thông của khoá S giảm đến một giá trị tới hạn nào đó
tđ=tđgh thì dòng điện Imin = 0 và hệ thống sẽ làm việc ở trạng thái biên giới
chuyển từ chế độ dòng điện liên tục sang chế độ dòng điện gián đoạn.

Hình 2.3

Với các điều kiện biên của chế độ này từ (2.7) ta có.

SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46

18


§å ¸n tèt nghiÖp

( t / T ) .( T / T­ )
E
e ®gh
−1
=
T / T­
UN
e
−1

(2.11)

Ta có thể rút gọn như sau:
m=

ee.σ − 1
eσ − 1

Trong đó:

(2.12)

m=

E
UN

ρ=

t®
T

σ=

T
T­

Tại trạng thái biên liên tục và trong vùng dòng điện gián đoạn do I min=0
nên từ (2.8) và (2.9) ta có:
Imax =

U N −E
1 − e − t ® / T­
R

(

)

(2.13)

từ (2.6) và (2.1) ta có:
i= −

U −E
E
1 − e − t '/ T­ + N
1 − e − t ® /T­ .e − t '/ T­
R
R

(

)

(

)

(2.14)

(0 < tđ ≤ tđgh)
Dòng điện này xẽ bằng không tại thời điểm t = t x hoặc t’ = tx - tđ thay
các điều kiện vào (2.11) ta có:
 t /T 
U −E

. 1 − e− t ® / T­ ÷
tx = Tư. Ln  e ® ­  1 + N
E




(

)

(2.15)

Trạng thái biên giới là trạng thái t x = T như vậy với mỗi thông số của
mạch và các giá trị UN, E tương ứng ta có thể tìm được tđgh.

SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46

19


§å ¸n tèt nghiÖp

3. §Æc tÝnh c¬.

Để xây dựng đặc tính cơ cần tìm giá trị trung bình của điện áp và dòng
điện của động cơ.
t
T
T

1
1®
U
dt
=
U
dt
=
Edt
UĐ = ∫ §
 N
∫ 
T0
T  ∫0
tx


U§ =

1
 U N .t ® + ( t − t x ) E 
T

(2.16)

Trong chế độ dòng điện liên tục vì tx = T nên
U§ =
ω=

t®
.U N = ρ.U N
T

ρ.U N R ­
−
.I
K.φ K.φ

(2.17)

(2.18)

Giống như trong hệ U - Đ, trong hệ thống ĐX - Đ khi t x < T thì xảy ra
chế độ dòng điện gián đoạn, trong chế độ này do mômen điện từ gián đoạn
mà đặc tính cơ trở nên rất mềm. Để xác định đặc biên giới giữa vùng dòng
điện gián đoạn và vùng dòng liên tục.

SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46

20


§å ¸n tèt nghiÖp

Ta có:
Dòng điện ở chế độ biên liên tục là:
Iblt =
=

1
Imax
2

(

1
( U N −E ) 1 − e− t®gh /T­
2R

)

1
ρ
.
( U − K φ .ωblt )
1 N
= 2R
ρ+
σ

(2.19)

Vì chế độ biên liên tục thuộc vùng dòng điện liên tục tức là phương
trình đặc tính (2.17) vẫn thoả mãn. Thay (2.17) vào (2.18) ta có:

U N ρ( 1 − ρ)
.
Iblt = 2
1
ρ+
σ

(2.20)

Sử dụng (2.17) và (2.19) xác định được biên giới liên tục, chính là
đường có dạng nửa elíp vẽ bằng nét đứt ở hình H2.5 giá trị cực tiểu của Iblt là:
SVTH: Ph¹m V¨n ThÓ - T§H - K46

21


Đồ án tốt nghiệp

Iblt = 0 ti = 0 v ti = max
Cỏc giỏ tr khỏc ca Iblt ph thuc vo v v UN v t giỏ tr cc
i.
Iblt.th =

(

UN
. 2 +1 + 2
2

)

Ti giỏ tr ti hn ca
th =

1


(

1+ 1

)

Đ2.1. Điều chỉnh xung áp Mạch kép
1. Sơ đồ nguyên lý

Hình: 2.5
Để hệ truyền động có thể làm việc ở chế độ hãm tái sinh, có thể dùng sơ
đồ điều chỉnh trên. Trong đó dòng điện phần ứng có thể đảo dấu, song Sđđ
động cơ chỉ có chiều dơng. Khi khoá S1 và van D1 vận hành dòng điện phần
ứng luôn dơng. Công suất điện từ của động cơ là:
Pđt = I. E < 0

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

(2.21)

22

Đồ án tốt nghiệp

Máy điện làm việc ở chế độ động cơ, quá trình dòng điện và điện áp đợc mô tả nh ở phần mạch đơn.
Để đảo chiều dòng điện ta đa khoá S2 và van D2 vào vận hành còn khoá
S1 bị ngắt. Nếu E > 0 thì sẽ có dòng điện chạy ngợc lại chiều ban đầu do trong
mạch chỉ có một nguồn duy nhất cấp là Sđđ E.
Công suất điện từ của động cơ là:
Pđt = I. E > 0

(2.22)

Công suất điện từ đợc tích vào điện cảm L. Khi S 2 ngắt trên điện cảm L
sinh ra Sđđ này trở lên lớn hơn điện áp nguồn U N làm van D2 dẫn dòng ngợc
về nguồn và trả lại nguồn phần năng lợng đã tích lũy trong điện cảm L trớc
đó.
Nếu các tín hiệu điều khiển các khoá nh hình (2.7) sao cho giá trị trung
bình của dòng điện phần ứng là dơng thì máy điện làm việc ở chế độ động cơ
ở góc phần t thứ nhất của mặt phẳng toạ độ [, I].
Một đặc điểm của bộ băng xung loại nh trên là do dòng điện phần ứng
có phần âm nên giá trị trung bình của nó có thể nhỏ bỏ kỳ, thậm chí bằng
không và truyền động không có chế độ dòng điện gián đoạn. Dòng điện phần
ứng của ĐX - Đ loại B bao gồm 4 đoạn ứng với góc dẫn của 4 phần tử bán dẫn
đó là:
S1, D1 và S2, D2.

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

23

Đồ án tốt nghiệp

2. Phơng trình đồ thị dòng điện và điện áp

Từ các phơng trình (2.1) và (2.4) với các điều kiện đầu tơng ứng có thể
tìm lại đợc các giá trị Imax, Imin giống nh các biểu thức (2.6) và (2.7). Nếu nh
Imax > 0 và Imin < 0 nh trên hình (Hình 2.6) thì truyền động sẽ làm ở góc phần t
thứ nhất. Nếu dòng trung bình I > 0 và ở góc phần t thứ II nếu dòng trung bình
I < 0 khi điều chỉnh sao cho Imax < 0 và do đó dòng điện phần ứng của động

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

24


Đồ án tốt nghiệp

cơ I < 0 thì hệ thống làm việc ở góc thứ III khoá S 1 và van D1 không dẫn dòng.
Quá trình đó đợc mô tả ở hình dới nh sau:

SVTH: Phạm Văn Thể - TĐH - K46

25