Đồ án hệ thống van động cơ

Lời nói đầu
Trong điều kiện công cuộc kiến thiết nước nhà
đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá - hiện đại
hoá với những cơ hội thuận lợi và những khó khăn
thách thức lớn. Điều này đặt ra cho thế hệ trẻ,
những người chủ tương lai của đất nước những nhiệm
vụ năng nề. Đất nước đang cần sức lực và trí tuệ
cũng như lòng nhiệt huyết của những trí thức trẻ,
trong đó có những kỹ sư tương lai.
Sự phát triển nhanh chóng của cuộc cách mạng khoa
học kỹ thuật nói chung và trong lĩnh vực điện điện tử - tin học nói riêng làm cho bộ mặt của xã
hội thay đổi từng ngày. Trong hoàn cảnh đó, để đáp
ứng được những điều kiện thực tiễn của sản xuất đòi
hỏi những người kĩ sư điện tương lai phải được
trang bị những kiến thức chuyên nghành một cách sau
rộng.
Trong khuôn khổ chương trình đào tạo kỹ sư
nghành tự động hoá; nhằm giúp cho sinh viên trước
khi ra trường có điều kiện hệ thống hoá lại những
kiến thức đã được trang bị ở trường cũng như có
điều

kiện

tiếp

cận

với

những

mô

hình

kỹ

thuật

chuyên nghành của thực tiễn trong sản xuất, đồng
thời cũng giúp cho sinh viên có cơ hội tư duy độc
lập nghiên cứu và thiết kế.dể trang bị tốt kiến
thức ra trường bộ môn tự động hóa cho mỗi sinh viên
thiết kế một đồ án tổng hơp hệ điện cơ.


Trên tinh thần làm việc nghiêm túc, với những lỗ
lực cao của bản thân nội dung của bản đồ án được
xây dựng trên cơ sở những tính toán logic và khoa
học có tính thuyết phục cao. Bản đồ án được trình
bày một cách logic,gọn nhằm giúp cho người đọc dễ
hiểu, các số liệu được lấy từ những tài liệu có uy
tín. Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chế, trong
phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến thức lớn nên
bản đồ án không khỏi còn những khiếm khuyết. Em
mong nhận được sự góp xây dựng của các thầy cũng
như bè bạn để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Trong qúa trình làm đồ án em đã nhận được sự
giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy
giáo cũng như sự góp ý xây dựng của các bạn bè đồng

nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn
Tác giả thiết kế
Sinh Viên

phần
i
giới thiệu chung về hệ thống van-động
cơ
2. 1
I- Khái niệm chung

giới thiệu chung


Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ
thuật, các máy sản suất ngày càng đa dạng và có
nhiều chức năng dẫn tới hệ thống trang bị điện ngày
càng phức tạp và đòi hỏi độ chính xác, tin cậy cao.
Do bộ biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành
một chiều có thể sử dụng nhiều thiết bị như hệ
thống máy phát, khuyếch đại từ, hệ thống van .
Chúng được điều khiển theo những nguyên tắc khác
nhau và có những ưu, nhược điểm khác nhau; khi kết
hợp những hệ thống này với động cơ điện một chiều
ta có được những hệ thống truyền động có chất lượng
khác nhau. Do đó để có được một phương án truyền
động phù hợp với từng loại công nghệ đòi hỏi nhà
thiết kế phải có sự so sánh logic dựa trên những
chỉ tiêu về kỹ thuật và kinh tế.
II- Nội dung chọn phương án

Trong thực tế, khi đứng trước một vấn đề sẽ có
nhiều phương án giải quyết. Tuy nhiên mỗi phương án
có những ưu, nhược điểm riêng và nhiệm vụ của nhà
thiết kế là phải chọn ra được phương án tốt nhất.
Đối với các hệ thống truyền động đơn giản không
có những yêu cầu cao thì chỉ cần dùng các động cơ
xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản. Còn
các hệ thống truyền động phức tạp

có yêu cầu cao

về chất lượng như điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh
rộng, đảo chều thì phải dùng động cơ một chiều, các


hệ thống điều khiển đi với nó phải đảm bảo được các
yêu cầu và có khả năng tự động hoá cao.
Như vậy, để chọn được hệ thống truyền động phù
hợp chúng ta phải dựa vào công nghệ của máy từ đó
đưa ra những phương án đáp ứng được yêu cầu công
nghệ này. Để chọn được phương án tốt nhất trong các
phương án đưa ra cần so sánh chúng về kỹ thuật và
kinh tế.

Đối với truyền động động cơ điện một

chiều thì bộ biến đổi là phần tử rất quan trọng, nó
quyết định đến chất lượng của hệ thống. Do đó việc
chọn lựa phương án của ta là chọn bộ biến đổi thông
qua việc xét ở hệ thống ( bộ biến đổi

- động cơ ).

III- ý nghĩa của việc lựa chọn phương án
Việc so sánh lựa chọn được phương án hợp lý
nhất có một ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó được
thể hiện qua các mặt:
+ Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản
suất.
+ Đảm bảo làm việc tin cậy, lâu dài.
+ Giảm giá thành sản phẩm và tăng năg suất lao
động.
+ Khi sảy ra hỏng hóc có thể sửa chữa, thay thế
dễ dàng với các linh kiện , thiết bị dự trữ sẵn có,
dễ kiếm, dễ mua.
2-2 các phương án truyền động
I- Phương án I
Hệ thống máy điện khuyếch đại - động cơ:


a

b

c

1,Giới thiệu hệ thống
a, Sơ đồ
ckđ

MY

Đ/C

Đ
ft

ckf

uđk

kđ

n
ucđ

Hình 2-1

+ FT :là máy phát tốc , có nhiệm vụ khâu phản hồi
âm tốc độ
+ CKĐ, CKF: là cuộn kích từ của động cơ và máy điện
khuyếch đại.
+

KĐ:

khuyêch
+U

đ

là

khâu

khuyếch

đại,

thực

đai tín hiệu điều khiển

hiện

nhiệm

vụ

UĐK

:là điện áp đặt

2, Hoạt động của hệ thống
Giả sử động cơ sơ cấp Đ/C

quay với tốc độ =

const , khi ta đặt vào hệ thống một điện áp đặt Uđ
, thông qua mạch khuyếch đại, cuộn dây CKF được cấp

điện, MY được kích thích sẽ phát ra điện áp một
chiều cấp cho động cơ  động cơ quay .
Do đặc điểm của MY là có cuộn dọc, cuộn ngang
; cuộn ngang được nối ngắn mạch nên có dòng điện
lớn và sinh ra từ thông lớn. Do vậy hệ thống có hệ
số khuyếch đại rất lớn.
- Nếu trong quá trình làm việc vì một nguyên
nhân nào đó mà làm cho tốc độ đông cơ giảm, qua
biểu thức

Uđk =Uđ - n

ta thấy khi n

giảm thì Uđk

tăng qua mạch khuyếch đại ICKF tăng và Ud tăng 
tốc độ động cơ tăng về trị số yêu cầu.
Khi tốc độ động cơ tăng quá mức

thì quá trình

diễn ra ngược lại. Đó là nguyên lý ổn định tốc độ.
3, Họ đặc tính cơ của hệ thống
ICKF = KKĐUđk = KKĐ ( Uđ - n )

ta có :
E



= Kd KNICK 

E = KdKNKKĐ  (Uđ- n )
đặt :KdKNKKĐ 

= K

 EMY= K(U - n )
Xây dựng phương trình đặc tính cơ của hệ thống:
Uu
R  R uE
 ud
Iu
Kd d
Kd d
U u  E EMY
n

E EMY R uE  R ud

Iu
Kd d
Kd d
K( U cd  n) R uE  R ud
n

Iu

Kd d
Kd d

n


Sau khi biến đổi biểu thức này ta được:

n
Trong đó :

KU cd
R

I
Kd d  .K Kd d u

(*)

K = KđKNKKĐ
max đặt.
Uđ : là điệnn0áp

R = Rư + Rưđ
Phương trình

(  ) là phương trình

đặc tính cơ của hệ thống. Ta thấy
rằng độ cứng của đặc tính là: n0

min

0
R

Kd d  .K
Độ cứng khi có mạch vòng phản
Hình 2-2
hồi âm tốc độ đã được cải thiện rất nhiều.

Họ đặc tính cơ của hệ thống được vẽ trên

hình 2-2.

4, Đánh giá chất lượng hệ thống
a, Ưu điểm
+ Hệ thống làm việc rất linh hoạt.
+ Họ đặc tính cơ có dạng tuyến tính.
+Việc điều chỉnh đều được thực hiện trên mạch
kích từ nên thuận tiện cho tự động hoá , nâng cao
chất lượng hệ thống.
+ Có hệ số khuyếch đại lớn.
b, Nhược điểm
+ Có nhiều thiết bị quay ,gây ồn.
+ Hiệu suất sử dụng điện năng thấp  = Đ/C ; 
đ = 0,3 - 0,5


+ Diện tích lắp đặt lớn, đòi hỏi nền móng đặc

biệt.
III - Phương án II
Hệ thống van - động cơ:

(T - Đ )

1,Giới thiệu
a, Sơ đồ
b,Các phần tử của sơ đồ
+

Đ:

động

cơ

một

chiều

kích

từ

độc

lập,thực hiện chức năng biến năng
lượng

điện

một

chiều

thành

cơ

năng truyền động cho cơ cấu sản
xuất.
+ BBĐ: là bộ biến đổi van có điều khiển ,
thực

hiện

chức

năng

biến

năng

lượng điện xoay chiều thành năng
lượng điện một chiều cung cấp cho
động cơ.
+ Uđ tín hiệu điện áp đặt.
+ FT máy phát tốc thực hiện chức năng khâu

phản hồi âm tốc độ.
+TH & KĐ là khối tổng hợp và khuyếch đại
tín hiệu
+ FX là mạch phát xung.
a

b

bbđ

c

ckđ

đ


2, Hoạt động của hệ thống
Giả sử ban đầu hệ thống đã được đóng vào lưới
với điện áp thích hợp, lúc này động

cơ vẫn chưa

làm việc . Khi ta đặt vào hệ thống một điện áp đặt
Uđ ứng với một tốc độ nào đó của động cơ.Thông qua
khâu TH & KH và mạch FX sẽ suất hiện các xung đưa
tới các chân điều khiển của các van của bộ biến đổi
bộ biến đổi , nếu lúc này nhóm van nào đó đang được
đặt điện áp thuận , van sẽ mở với góc mở  . Đầu ra
của BBĐ có điện áp Ud

đặt nên phần ứng động cơ 

động cơ quay với tốc độ ứng với Uđ ban đầu.
Trong quá trình làm việc, nếu vì một nguyên
nhân nào đó làm cho tốc độ động cơ giảm thì qua
biểu thức :

UĐK = Uđ - n.


khi n giảm 

UĐK tăng 

 giảm  Ud tăng  n

tăng về điểm làm việc yêu cầu. Khi n tăng quá mức
cho phép thì quá trình diễn ra ngược lại. Đây là
nguyên lý ổn định tốc độ.
3,Họ đặc tính cơ của hệ thống
Sức điện động của BBĐ:
Eb = Ebm cos = Ub
ra của bộ biến đổi

( Ub =Uư

: điện áp đầu

)

Eb = KKĐKb( Uđ - n )
  actg

K KD K b ( U d  n)
E bm

+Phương trình đặc tính cơ của hệ thống:
n

Ub
R  Ru
K K U
R  Ru
 b
I u  KD b d  b
I
Kd d
Kd d
Kd d
Kd d u

n

K KD K b U cd
Rb  Ru

I
Kd d
K d  d   . K KD K b u

Đây là phương trình đặc tính cơ của hệ thống.Từ
n
n
đây ta vẽ được họ đặc 0max
tính cơ của hệ thống trên
hình 2-4.
m

0

Hình 2-4
4, Đánh giá chất lượng hệ thống
a, Ưu điểm:


+ Do sử dụng các thiết bị bán dẫn ở bộ biến đổi
nên hệ thống có độ tác động nhanh cao, hiệu suất hệ
thống cao.
+ Là bộ biến đổi

tĩnh có kết cấu gọn nhẹ, không yêu cầu

nền móng đặc biệt.

+ Dễ thiết lập các hệ thống tự động kín để nâng
cao chất lượng hệ thống.
b, Nhược điểm
+ Khả năng chịu quá tải về dòng, áp nhỏ; khi có
gia tốc dòng và áp du/dt, di/dt có nguy cơ làm hỏng

các lớp tiếp giáp.
+Sức điện động của bộ biến đổicó dạng đập mạch
làm phát sinh thành phần sóng hài bậc cao gây phát
nóng động cơ ( có thể khắc phục nhược điểm này bằng
cách mắc thêm các cuộn kháng ).
+ Hệ thống làm việc có cos

nhỏ.

IV - Phương án III
Hệ thống xung áp

-

động cơ

1, Giới thiệu
a, Sơ đồ
-

ckđ
u

đ

d0
mk

ft

+
xk

xm

fx

kđ

uđk

n
ucđ


b,Các phần tử của hệ thống
+ Đ: động cơ một chiều kích từ độc lập thực hiện
chức năng biến đổi điện năng một chiều thành cơ
năng truyền động cho cơ cấu sản xuất. ckđ là cuộn
kích từ của động cơ.
+ MK : là mạch khoá van có nhiệm vụ tạo xung điện
áp ngược đặt nên van đẻ khoá van.
+ T :tiristo

chức năng như một khoá đóng mở để băm

điện áp nguồn một chiều.
+ FT : là máy phát tốc thực hiện chức năng khâu
phản hồi âm tốc độ.
+Uđ: là tín hiệu điện áp chủ đạo.

+KĐ : là mạch khuyếch đại, có nhiệm vụ khuyếch đại
tín hiệu điện áp

Uđk để đưa vào mạch FX.

+FX : là mạch phát xung có nhiệm vụ phát ra xung mở
cho van T và xung khoá cho mạch cho mạch khoá van
MK.
+ DO: là van diốt.
2, Hoạt động của hệ thống


Giả sử ban đầu ta đặt vào hệ thống một điện áp
chủ đạo Uđ ( khi hệ thống đã được đóng vào nguồn
một chiều ) qua nút tổng hợp tín hiệu ta có:
Uđk = Uđ - n
Tuy nhiên ban đầu n = 0  Uđk = Uđ , tín hiệu
này qua mạch KĐ được đưa tới mạch FX sẽ pháp ra xng
mở đưa tới chân điều khiển của van T và ở đầu ra có
sức điện động ra Eb.

Eb 

t1
U
TCK

Sức điện động này được đặt nên động cơ và động
cơ sẽ quay với tốc độ tương ứng với điện áp đặt ban
đầu. Khi muốn thay đổi tốc độ động

cơ ta thay đổi Uđ .
Trong quá trình làm việc giả sử
nguyên nhân nào đó
khi đó qua mạch

mà tốc độ động cơ giảm

phản hồi âm tốc độ ta có:
Uđk = Uđ - n

Khi n giảm  Uđk tăng

 t1=KUđk tăng 

tăng và tốc độ động cơ sẽ tăng về giá trị đặt.
u

t1
tck

t

Eb


Nếu tốc độ động cơ tăng quá tốc độ đặt thì quá
trình diễn ra ngược lại. Đây là nguyên lý ổn định
tốc độ .
Nếu tốc độ động cơ tăng quá tốc độ đặt thì quá
trình diễn ra ngược lại. Đây là nguyên lý ổn định

tốc độ .
3, Họ đặc tính cơ của hệ thống

Eb 

Sức điện động của BBĐ:

t1
U
TCK

Phương trình đặc tính cơ của hê thống:

Eb
R  Ru
t 1U
R  Ru
 b
Iu 
 b
I
Kd d
Kd d
TCK K d  d
Kd d u
t 1  K1u dk  K1 ( U cd   . n)
K1U cd
Rb  Ru
n


I
TCK K d  d  K1 TCK K d  d  K1 u
n

Đây làp phương trình đặc tính cơ của hệ thống
từ phương trình này ta có họ đặc tính cơ của
hệ thống như hình vẽ.
n
n0max

0

Iư

-n0max
Hình 2-6


4, Đánh giá chất lượng hệ thống
a,Ưu điểm
+ Hệ thống này được dùng ở những nơi có nguồn một
chiều có

công suất » công suất của động cơ và

khi

đó trong sơ đồ thay thế có thể bỏ qua Rb và đặc
tính cơ có độ cứng cao.
+ Hệ thống này dùng ít van động lực .

+ Dễ tự động hoá.
b, Nhược điểm
+Phải có nguồn một chiều hoặc phải có kèn theo bộ
nguồn xoay chiều- một chiều
+ Dạng điện áp ra có dạng xung gây tổn thất phụ
trong động cơ.
+Bộ biến đổi

này khi làm việc có thể rơi vào chế

độ dòng gián đoạn.
V- Chọn phương án truyền động
Trong cả ba phương án đưa ra đều đáp ứng được
yêu cầu công nghệ. Tuy nhiên, phương án I với những
nhược điểm căn bản là:
+ Giá thành đắt vì phải sử dụng nhiều máy điện
quay.
+ Gây tiếng ồn, tốn diện tích lắp đặt.
+ Hiệu suất thấp  chi phí vận hành lớn.


Vì những lý do đó ta loại phương án này. Vấn đề
là lựa chọn một trong hai phương án còn lại.
Trong hai phương án còn lại ta thấy rằng phương
án III đòi hỏi phải có nguồn một chiều với công
suất lớn, điều này không phải nhà máy cơ khí nào
cũng có được. Trong trường hợp không có nguồn một
chiều thì ta phải tạo ra nó từ nguồn xoay chiều ,
khi đó phương án III trở nên phức tạp hơn phương án
II. Phương án II có dải điều chỉnh rất lớn, có thể

tới 8000/1. Như vậy nếu sử dụng phương án III ở
vùng tốc độ thấp hệ thống rất dễ rơi vào làm việc ở
chế độ dòng gián đoạn. mà muốn khác phục điều này
cần phải có cuộn kháng với LK rất lớn.
Từ những phân tích như vậy ta thấy rằng phương
án II có tính ưu việt hơn cả. Ta chọn phương án II
là phương án dùng hệ thống van- động cơ .

PHầN II
THIếT Kế MạCH Động lực và mạch điều
khiển
Mạch điện nguyên lý của hệ thống truyền động
điện gồm hai phần:
+ Mạch động lực.
+ Mạch diều khiển.
Mạch động lực là phần tử trực tiếp thực hiện
các quá trình năng lượng theo yêu cầu công nghệ đặt
ra. Mạch điều khiển có chức năng diều khiển


mạch động lực thực hiện các quá trình công nghệ
. Như vậy khi thiết kế sơ đồ nguyên lý phải đi từ
mạch động lực.
A-Thiết kế mạch động lực
các linh kiện bán dẫn được thiết kế theo hai sơ
đồ, sơ đồ hình tia và sơ đồ hình cầu, được thực
hiện cung cấp điện cho động cơ như hình vẽ.
A
B

iA

iB

.
.
.

*

a ia

*

ic
C

BA

*

T2

*
b ib

*

iT2

T3 iT3

*

c i
c

Hình II-1

.

.

CKĐ

.
.

iT1
T1

.
B .
i
C .*
A

iA
*
iB

*
c

BA

*
*
*

Hình II-2

T4

.

iT4

.. i.T

iT3
T3

T5

.

5

.
..

.
T
T
6

2

iT6

iT2

Đ

CKĐ

.


- Sơ đổ hình tia đơn giản, số van ít hơn hai lần so

với sơ đồ

chỉnh lưu

hình cầu 3 pha đối xứng. Sơ đồ hình tia 3 pha có sụt
áp và tổn thất công suất chỉ trên 1 van nên ít hơn
so với sơ đồ hình cầu ( sơ đồ hình cầu có sụt áp và
tổn thất công suất trên hai van) tổn thất do cùng dẫn
cũng ít hơn so với sơ đồ hình cầu.
- Sơ đồ hình cầu có điện áp ngược đặt lên nhỏ hơn

2 lần so với sơ đồ hình tia, do đó cấp điện áp yêu
cầu đối với van nhỏ hơn. Sơ đồ hình cầu chỉ cần điện
áp nguồn nhỏ hơn 2 lần so với sơ đồ hình tia, các
nguồn lấy ở đầu ra cuộn thứ cấp máy biến áp do đó thứ
cấp máy biến áp có số vòng dây ít hơn hai lần (tuy
nhiên dây có tiết diện to hơn) so với máy biến áp
cung cấp điện cho sơ đồ hình tia.
- Sơ đồ hình cầu cho dạng điện áp và dòng chỉnh
lưu tốt hơn với độ nhấp nháy ít hơn, cuộn kháng lọc ở
sơ đồ hình tia phải có yêu cầu phần này lớn hơn. Từ
những ưu nhược điểm trên ta thấy sơ đồ hình cầu 3 pha
đối xứng có ưu điểm hơn so với sơ đồ hình tia 3 pha.
Tuy sơ đồ hình cầu số van Tiristor nhiều hơn song
tiristor ở sơ đồ hình cầu chọn ở cấp điện áp bằng một
nửa cấp điện áp của tiristor ở sơ đồ hình tia. Đặc
biệt diện áp ra của sơ đồ hình cầu tốt hơn hẳn điện
áp ra của sơ đồ hình tia.
* Vì vậy trong bản thuyết minh này em chọn sơ đồ
bộ biến đổi hình cầu 3 pha đối xứng cho truyền động.
- Việc điều khiển các bộ biến đổi hình tia hoặc
hình cầu để phù hợp với yêu cầu công nghệ là nhất
quan trọng. Hiện nay người ta thường sử dụng 2 phương
pháp điều khiển là điều khiển chung( hay điều khiển


phụ thuộc) và điều khiển riêng( hay còn gọi điều
khiển độc lập).
 Phương pháp điều khiển chung:

Là cả hai bộ biến đổi đều có xung mở, một bộ làm

việc ở trạng thái trao đổi năng lượng còn một bộ làm
việc ở trạng thái trờ phương pháp này có các đặc tính
cơ của hệ thống ở chế độ đông và chế độ tính rất tốt,
nhưng nó lại làm xuất hiện dòng cân bằng nên tiêu tán
năng lượng vô ích, và luôn tồn tại do đó cần phải có
cuộn kháng san bằng để làm giảm dòng cân bằng với sơ
đồ hình cầu 3 pha mắc song song ngược thì cần phải có
4 cuộn kháng san bằng.

 Phương pháp điều khiển riêng:

Xung điều khiển đưa vào van một cách riêng rẽ để
loại trừ tổ van nào thì ta ngừng cung cấp xung cho tổ
van ấy, nghĩa là bộ biến đổi này làm việc thì bộ biến
đổi kia không làm việc (hay nghỉ). Do vậy dùng phương
pháp này không xuất hiên dòng cân bằng song đi theo
nó là một mạch logic. Tuy nhiên đặc tính đảo chiều
của nó không tốt bằng phương pháp điều khiển chung và
để đảm bảo đảo chiều an toàn thì cần phải có 1 khoảng
thời gian trễ để dòng qua tổ van đang làm việc giảm
về = 0 thì nó mớ cho tổ van thứ hai mở.
Với ưu điểm làm việc an toàn, không có dòng cân
bằng giữa các bộ biến đổi, tuy cần phải có một khoảng
thời gian trễ ( khoảng thời gian này đảm bảo bởi các
xung có độ rộng không đổi ). Vậy ta chọn phương pháp
điều khiển riêng (hay còn gọi điều khiển độc lập) cho
hệ truyền động.
1. chọn thiết bị phụ cho bộ biến đổi:

- Máy biến áp động lực: Dùng để cung cấp điện áp

phù hợp với bộ biến đổi.


- Cuộn kháng san bằng: Dùng để lọc thành phần
sóng hài bậc cao của điện áp ra bộ biến đổi.
- Mạch R-C: Dùng để bảo vệ quá áp cho
các van
tiristor trong quá trình chuyển mạch.
- áptômát AB: Dùng để đóng, cắt điện và bảo vệ sự
cố cho máy biến áp.
- Công tắc tơ: Dùng để đóng ngắt
cho bộ biến
đổi. Từ các thiết kế ở trên ta được sơ đồ mạch động
lực như hình II-3.

2. giới thiệu mạch động lực:

Sơ đồ nguyên lý mạch động lực được biểu diến như
hình II-3 mạch động lực sử dụng các thiết bị có chức
năng và nhiệm vụ như sau.
- Đ: là Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập.
Nhiệm vụ biến điện năng thành cơ năng truyền động cho
phụ tải yêu cầu.
- CKĐ: Là cuộn dây kích từ của động cơ Đ, có chức
năng cung cấp từ thông kích từ cho động cơ 1 chiều
kích từ độc lập Đ.
T1T T6T: Là các tiristor chức năng biến đổi nguồn điện
xoay chièu thành nguồn một chiều (có thể thay đổi
được chỉ số) để cung cấp cho động cơ Đ, phục vụ cho
động cơ quay thuận.

- T1N  T6N: Là các tiristor phục vụ cho động cơ
Đ quay theo chiều ngược.


SƠ Đồ NGUYÊN Lý MạCH Động lực

380.v

BA

AB

K

K

K

ia
ib
ic

TI

PT1T

PT2T

T1T

T4T

T3T

T6T

T5T

T2T

C1

R1

C4

R4

C3

R3

C6

R6

C5

R5

C2

R2


- BA: Là máy biến áp động lực, đây là máy biến áp
3 pha 3 trụ có sơ đồ đấu dây /.Nhiệm vụ biến điện
áp của lưới thành điiện áp phù hợp với yêu cầu của bộ
chỉnh lưu để cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu (cho cả hai
bộ biến đổi làm việc ở chế độ quay thuận và ngược)
sao cho sau chỉnh lưu nhận được điện áp phù hợp với
điện áp phần ưng động cơ Đ.
- AB : Là áptômat
mắc phía sơ cấp máy biến áp
động lực, có tác dụng để bảo vệ sự cố ngắn mạch phía
sơ cấp và thứ cấp máy biến áp động lực (BA). Khi
áptômát (AB) cắt thì má động của nó tiếp đất để có
thể dập điện áp tàn dư trong máy biến áp. Ngoài ra
áptômát AB còn có chức năng để đóng cắt nguồn điện
cho toàn hệ thống.
KH: Là cuộn kháng lọc san bằng, chức năng để san bằng
dòng điện mạch điện phần ứng động cơ, triệt tiêu các


sóng hài bậc cao, đây là
dưới từ trường.

một kho dự trữ năng lượng

- C1R1  C6R6: Là các mạch tụ điện và điện trở chức

năng để bảo vệ cho các tiristor khỏi bị đánh thủng do
quá gia tốc áp (du/dt ) khi sảy ra quá độ trong mạch
(như quá trình chuyển mạch) của các tiristor trong sơ
đồ chỉnh lưu hoặc khi đóng cắt không tải của máy biến
áp. Ngoài ra mạch R-C còn có tác dụng rẽ mạch dòng
điện ngược đối với các tiristor. Để bảo vệ
quá gia tốc dòng(di/dt) trong sơ đồ ta lợi dụng các
cuộn cảm là cuộn kháng lọc san bằng và các cuộn dây
thứ cấp máy biến áp động lực.
- K: Là tiếp điểm thường mở của khởi động từ, có
tác dụng đóng cắt nguồn điện mạch thứ cấp máy biến
áp động lực và các bộ biến đổi.
- TI: Là các bộ biến dòng, gồm 3 máy biến dòng
mắc theo sơ đồ sao không có chức năng để tín hiệu
phản hồi âm dòng điện. Lấy tín hiệu điện tỷ lệ với
dòng điện phần ứng động cơ thông qua dòng của lưới
điện xoay chiều cung cấp cho các sơ đồ chỉnh lưu để
gửi tới khâu hạn chế dòng điện.
- FT: Là máy phát tốc chức năng để lấy tín hiệu
phản hồi âm tốc độ. Tín hiệu điện áp trên mạch phần
ứng của máy FT được lấy ra có trị số tỷ lệ với tốc
độ động cơ sử dụng làm tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
- PT1T PT3T và PT1N PT3N: Là các tranzitor quang
hay (photo tranzitor) chức năng của các phần tử này
là để lấy tín hiệu kiểm tra dòng điện trong các bộ
chỉnh lưu mắc song song ngược khống chế theo nguyên
tắc độc lập. Tín hiệu điện áp lấy ra trên các
tranzitor quang là các tín hiệu dưới dạng các mức
logic 0 và mức logic 1 được đưa tới mạch logic và tạo
trễ tín hiệu. Trong sơ đồ không cần sử dụng các cuộn

khang cân bằng vì các bộ biến đổi mắc song song ngược
được khống chế theo nguyên tắc độc lập.

3. nguyên lý làm việc của mạch động lực:
Trong sơ đồ mạch động lực khi muốn khởi động thì
đóng mạch vào nguồn(lưới điện) theo trình tự sau.
Đóng áptômát AB để cấp điện cho sơ cấp máy biến áp BA
sau đó ấn nút khởi động ở mạch khống chế để đóng các
tiếp điểm thường mở K cấp điện cho các bộ chỉnh lưu.
Bộ chỉnh lưu dùng tiristor cấp nguồn cho phần ứng
động cơ và bộ chỉnh lưu đi ốt cấp nguồn 1 chiều cho
cuộn dây kích từ CKĐ. Tuỳ thuộc vào tín hiệu chủ đạo
ở mạch khuếch đại trung gian mà bộ biến đổi HI (gồm
T1T T6T) làm việc hay bộ biến đổi HII ( gồm T1N T6N)
làm việc. Nếu bộ HI làm việc thì bộ HII khoá và ngược
lai bộ HII làm việc thì bộ HI khoá. Giả sử 1 trong 2
bộ biến đổi làm việc hay có xung điều khiển mở các
van tiristor. Động cơ Đ được cấp nguồn một chiều suy
ra động cơ Đ quay làm cho máy phát tốc FT quay nên
lấy ra tín hiệu phản hồ âm tốc độ. Đồng thời khi Đ
được cấp nguồn một chiều thì bộ biến dòng TI có sự cảm
ứng và lấy ra tín hiệu phản hồi âm dòng điện đưa tới
khâu hạn chế dòng điện. Sự làm việc của 2 bộ biến đổi
mắc song song ngược là do tín hiệu xung ở mạch điều
khiển quyết định. Khi muốn dừng hẳn thì ấn nút dừng
trong mạch khống chế để mở các nút thường hở k, cắt
nguồn xoay chiều cung cấp cho các bộ biến đổi. Đồng
thời khi K mở thì tiếp điểm H đóng lại đưa điện trở

hãm RH vào để hãm động năng, cắt máy biến áp BA ra
khỏi lươi điện bằng áptômát AB.
 nguyên lý lấy tín hiệu logic trên các phần tử
tranzitor quang như sau: Khi cả hai bộ biến đổi HI và
HII cùng khoá lúc này do có mạch tụ điện và điện trở


(R-C) nối theo sơ đồ  nên tạo thành trung tính của
tải, do đó các tranzitor quang được đặt điện áp pha
nên các tranzitor quang thông, trên cực góp có mức
logic 0. Khi bộ biến dổi HI làm việc bộ biến đổi HII
khoá, lúc này không còn tồn tại các điểm trung tính
nữa, khi các tirristor trong bộ HI mở thì các
tranzitor quang PT1T PT3T bị nối ngắn mạch nên bị khoá
và lấy ra tín hiệu logic 1, còn các tranzitor quang
PT1N PT3N thông do đặt vào điện áp dây nên lấy ra tín
hiệu logic 0. Các tranzitor quang được đặt vào điện
áp dây nhờ có sự mở của các tiristor nhóm anôt chung
của bộ biến đổi HI .
Khi bộ biến đổi HII làm việc, HI khoá cũng hoàn
toàn tương tự như trên các tranzitor quang PT1T PT3T
sẽ thông, các tranzitor quang PT1NPT3N sẽ khoá.
 Nguyên lý hoạt động của các sơ đồ chỉnh lưu: Để
cung cấp nguồn một chiều cho phần ứng động cơ gồm có
2 bộ biến đổi cầu 3 pha đối xứng mắc song song ngược.
Mỗi bộ đều có hai nhóm tiristor là nhóm anốt chung
và nhóm katốt chung, mỗi nhóm van cùng tên của 2 bộ
biến đổi đều có van ở vị trí giống nhau. Việc khống
chế 2 bộ biến đổi theo nguyên tắc độc lập, do đó nhóm
xung để mở bộ biến đổi HI thì cũng để mở bộ biến đổi

HII (khi đã ngắt xung ở bộ biến đổi HI). Khi muốn cho
phép bộ biến đổi nào làm việc thì chi được phép đưa
xung đến điều khiển các tiristor ở bộ biến đổi ấy mà
thôi. Với bộ biến đổi HII giống hệt bộ biến đổi HI nên
ta chỉ cần xé hoạt động của 1 bộ là đủ, còn bộ biến
đổi kia được suy ra hoàn toàn tương tự.
* Hoạt động của sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha đối
xứng.
Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng gồm có 6 tiristor
chia thành hai nhóm.