Động cơ điện một chiều và hệ truyền động TIRISTOR

[Type text]

Đồ án
Đề Tài:

Động cơ điện một chiều và hệ
truyền động TIRISTOR


-- --

MỞ ĐẦU
Điều khiển là một lĩnh vực quan trọng trong đời sống xã hội. Bất kì ở vị
trí nào, bất cứ làm một công việc gì mỗi chúng ta đều tiếp cận với điều khiển.
Nó là khâu quan trọng quyết định sự thành bại trong mọi hoạt động của chúng ta.
Ngày nay, mặc dù dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhưng
động cơ điện một chiều vẫn tồn tại. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều
được sử dụng ở những nơi yêu cầu mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ
bằng phẳng và phạm vi rộng. Vì động cơ điện một chiều có đặc tính làm việc rất
tốt trên các mặt điều chỉnh tốc độ (phạm vi điều chỉnh rộng, thậm chí từ tốc độ
bằng 0). Nhưng độ tin cậy khi sử dụng động cơ một chiều lại thấp hơn so với
động cơ không đồng bộ do có hệ thống tiếp xúc chổi than.
Hệ thống điều khiển chỉnh lưu - động cơ một chiều cũng là một ứng dụng
của kỹ thuật điều khiển. Chỉnh lưu có điều khiển dùng Tiristo để điều chỉnh điện
áp phần ứng động cơ. Chỉnh lưu cũng có thể dùng làm nguồn điện chỉnh điện áp
kích từ cho động cơ. Hệ thống này thường được dùng cho các động cơ điện
được cấp điện từ lưới xoay chiều. Nhóm chúng em gồm 4 người được giao đồ
án thiết kế hệ thống điều khiển động cơ điện 1 chiều. Đồ án gồm 3 phần.
Phần I: Tổng quan chung về động cơ điện một chiều,và hệ truyền động
tirstor
Phần II: Tính chọn thiết bị mạch lực mạch điều khiển

Phần III: Tổng hợp mạch vòng dòng điện.
Nội dung đồ án chắc chắn còn rất nhiều vấn đề cần bổ xung hoàn thiện.
Em rất mong đươc sự đóng góp ý kiến cuả các thầy cô trong bộ môn để đồ án
của em được hoàn chỉnh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Diễn cùng
toàn thể các thầy cô trong bộ môn đã tận tinh hướng dẫn để em hoàn thành đồ
án này em xin chân thành cảm ơn!


PHẦN I.
TỔNG QUAN CHUNG VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT
CHIỀU VÀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR
I. TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

1.

Cấu tạo động cơ điện một chiều

Động cơ điện một chiều chia thành 2 phần chính: Phần tĩnh
(stato)
Gồm các bộ phận chính sau:
Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường, gồm lõi sắt cực từ và dây quấn
kích từ.
+ Lõi sắt cực từ làm bằng thép kĩ thuật điện dày ( 0,5 –1) mm ép lại và tán
chặt.
+ Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện.
Trong các máy công suất nhỏ, cực từ chính là một nam châm vĩnh cửu.
Trong các máy công suất trung bình và lớn, cực từ chính là nam châm điện.
- Cực từ phụ: đặt giữa cực từ chính và dùng để cải thiện điều kiện làm việc của
máy điện và đổi chiều
+ Lõi thép cực từ phụ có thể là một khối hoặc có thể được ghép bởi các lá

thép tùy theo chế độ làm việc.
Xung quanh cực từ phụ được đặt dây quấn cực từ phụ, dây quấn cực từ
phụ được nối với dây quấn phần ứng.
Gông từ: dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy.
Phần quay ( rôto)
Bao gồm các bộ phận chính sau:


- Lõi thép phần ứng: dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kĩ 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 lên.
Trong máy điện nhỏ, lõi thép phần ứng được ép trực tiếp vào trục.
Trong máy điện lớn, giữa trục và lõi sắt có đặt giá rôto.
Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra sức điện động và có dòng điện chạy
qua.
Dây quấn phần ứng thường làm bằng đồng có bọc cách điện.
Trong máy điện công suất nhỏ, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện tròn.
Trong máy điện công suất vừa và lớn, dây quấn phần ứng dùng dây tiết diện
hình chữ nhật.
Cổ góp: Dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều.
Cơ cấu chổi than: Dùng để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài.
2.

Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện, trong dây quấn phần ứng
có dòng điện Iư. Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường, sẽ chịu lực
Fđt tác dụng làm cho rôto quay.
Khi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí các thanh dẫn đổi chỗ cho nhau,
do có phiến góp đổi chiều dòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, đảm

bảo động cơ có chiều quay không đổi.
Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt từ trường, sẽ cảm ứng sức điện động
Eư.. Ở động cơ điện một chiều sức điện động Eư ngược chiều với dòng điện Iư
nên sức điện đông Eư còn được gọi là sức phản diện
Phương trình điện áp là: U=Eư+Iư.Rư

3.

Phân loại động cơ điện một chiều


Cũng như máy phát, động cơ điện được phân loại theo cách kích thích từ
thành các động cơ điện sau:
Động cơ điện kích từ độc lập
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ được cấp điện từ
một nguồn điện ngoài độc lập với nguồn điện cấp cho mạch phần ứng.
Động cơ kích từ nối tiếp có cuộn kích từ mắc nối tiếp với cuộn dây phần
ứng.
Động cơ kích từ hỗn hợp gồm 2 dây quấn kích từ: dây quấn kích từ song
song và dây quấn kích từ nối tiếp trong đó dây quấn kích từ song song là chủ
yếu. II
II. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
1.

Đặc tính cơ của động cơ điện một chiều
Tùy theo cách kích thích từ, động cơ điện một chiều có những tính năng

khác nhau biểu diễn bằng các đường đặc tính làm việc, đặc tính cơ khác nhau.
Trong các đặc tính đó, quan trọng nhất là đặc tính cơ. Đặc tính cơ dùng để xác
định điểm làm việc xác lập hoặc là khảo sát điểm làm việc ổn định trong hệ

thống truyền động điện.
Đặc tính cơ của động cơ điện là mặt phẳng tọa độ giữa ω với momen
ω = f(M).
Trong đồ án thiết kế này ta chỉ quan tâm tới loại động cơ một chiều kích từ
độc lập
Phương trình đặc tính cơ
Khi động cơ làm việc, rôto mang cuộn ứng quay

Uư

+

trong từ trường của cuộn cảm nên trong cuộn ứng lại

Rf

xuất hiện một sức phản điện động có chiều ngược với

I

điện áp đặt vào phần ứng động cơ.

ư

KT

RKT

IKT
+

UKT

-


Phương trình điện áp ở mạch phần ứng động cơ:


U = E + Iư ( Rư + Rf)
Trong đó: + Uư : điện áp phần ứng ( V )

H1. Sơ đồ nối dây của

động cơ

+ E: sức điện động phần ứng ( V )
+ Rư : điện trở của mạch phần ứng (∧)
+ Rf : điện trở phụ của mạch phần ứng
+ Iư : dòng điện mạch phần ứng.
Sức điện động Eư của phần ứng động cơ là tỷ lệ với tốc độ quay của rôto :
E = k.Φ.ω
Trong đó:

+ k = pN hệ số cấu tạo của động cơ
2π
a

+ Φ: từ thông qua một cực từ (Wb)
+ ω: tốc độ góc của rôto, ω=

( rad/s)

+ p: số đôi cực từ chính
+ N: số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng
+ a: số đôi mạch nhánh song song
+ n: tốc độ quay (vòng/phút)
Mặt khác, mômen điện từ của động cơ:
Mđt = k.Φ.Iư → I

=

Mdt
kΦ


Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì Mcơ = Mđt = M
Từ các phương trình trên ta có: đặc tính cơ của động cơ điện một chiều

Khi toàn bộ các thông số điện của động cơ là định mức và không mắc
thêm điện trở phụ vào mạch điện trở thì phương trình đặc tính cơ là:

Đặc tính cơ của phương trình này gọi là đặc tính cơ tự nhiên.
Tốc độ ωo = Uư/k.Φ là tốc độ không tải lý tưởng.
Khi phụ tải tăng dần từ M c = 0 đến Mc = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần
từ ωo xuốngωđmnên phương trình đặc tính cơ có dạng:
ω = ωo − ∆ω

Với: ω =

R

(k Φ )
2

Đặc tính cơ

độ sụt tốc trên đặc tính cơ.


Giả thiết phần ứng được bù đủ, từ thông
Φ = const thì phương trình đặc tính cơ của động cơ một chiều kích từ độc
lập tuyến tính có dạng hàm bậc nhất y = ax + b nên đường biểu diễn trên hệ tọa
độ M0ω là một đường thẳng cắt trục 0ω tại ωo với độ dốc âm.

H2. ĐỒ THỊ ĐẶC TÍNH CƠ TỰ NHIÊN

2.

ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
a. Chỉ tiêu điều chỉnh tốc độ

Điều chỉnh tốc độ là một trong những nội dung chính của truyền động
điện tự động nhằm đáp ứng yêu cầu công nghệ của các máy sản xuất. Để đánh
giá chất lượng của một hệ thống truyền động điện thường căn cứ vào một số chỉ
tiêu sau:
Sai số tốc độ
Sai số tĩnh tốc độ là đại lượng đặc trưng cho độ chính xác duy trì tốc độ
đặt và được đánh giá thông qua:

Mong muốn: sai số ωđ = ω
s% càng nhỏ càng tốt. Tính liên tục ( độ trơn của dải điều chỉnh)

ωi + 1 ≈ ωi: hệ thống điều khiển liên tục
ωi + 1 ≠ ωi : hệ thống điều khiển nhảy cấp
Mong muốn γ → 1: hệ truyền động có thể làm việc ổn định ở mọi giá
trong suốt dải điều chỉnh.
Dải điều khiển tốc độ
Dải điều khiển tốc độ ( D) là tỉ số giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất
của tốc độ làm việc ứng với mômen tải đã cho:
D=

ωmax

ωmin

Mong muốn D càng lớn càng tốt
Ngoài ra còn các chỉ tiêu khác như: chỉ tiêu kinh tế, kích thước… b. Các
phương pháp điều khiển tốc độ động cơ một chiều
Về việc điều chỉnh tốc độ, động cơ một chiều có nhiều ưu điểm so với
các loại động cơ khác: điều chỉnh dễ dàng, chất lượng điều chỉnh cao trong một dải
rộng….
Xét phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều:


Ta thấy rằng việc điều chỉnh động cơ điện một chiều có thể thực hiện
được bằng cách thay đổi các đại lượng: Rư , Φ, Uư
Thực tế có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều:
Phương pháp 1: Thay đổi điện trở phần ứng

Đây là phương pháp kinh điển dùng để điều khiển tốc độ động cơ trong
nhiều năm.
Nguyên lý điều khiển
Trong phương pháp này người ta giữ U = U đm; Φ = Φđm và nối thêm điện
trở phụ vào mạch phần ứng để tăng điện trở phần ứng.
Độ cứng của đường đặc tính cơ:

Ta thấy khi điện trở càng lớn thì β càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc và do
đó càng mềm hơn.
−

ω

f

ω0
Rf = 0
Rf1
Rf2

0

Mc M2 M1

M

H3. đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện trở phụ
Ứng với Rf = 0 ta có độ cứng tự nhiên βTN có giá trị lớn nhất nên đặc tính
cơ tự nhiên có độ cứng lớn hơn tất cả các đường đặc tính cơ có điện trở phụ.
Như vậy, khi ta thay đổi Rf ta được một họ đặc tính cơ thấp hơn đặc tính

cơ tự nhiên.


Đặc điểm của phương pháp:
Điện trở mạch phần ứng càng tăng thì độ dốc đặc tính càng lớn, đặc tính
cơ càng mềm, độ ổn định tốc độ càng kém và sai số tốc độ càng lớn.
Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ trong vùng dưới tốc độ
định mức ( chỉ cho phép thay đổi tốc độ về phía giảm).
Chỉ áp dụng cho động cơ điện có công suất nhỏ, vì tổn hao năng lượng
trên điện trở phụ làm giảm hiệu suất của động cơ và trên thực tế thường dùng ở
động cơ điện trong cần trục.
Đánh giá các chỉ tiêu
Tính liên tục: phương pháp này không thể điều khiển liên tục được mà
phải điều khiển nhảy cấp.
Dải điều chỉnh phụ thuộc vào chỉ số mômen tải. Tải càng nhỏ thì dải điều
chỉnh D = ωmax / ωmin càng nhỏ. Phương pháp này có thể điều chỉnh trong dải D
=3:1
Giá thành đầu tư ban đầu rẻ nhưng không kinh tế do tổn hao trên điện trở
phụ lớn.
Chất lượng không cao dù điều khiển rất đơn giản.
Phương pháp 2: Thay đổi từ thông Φ
Nguyên lý điều khiển
Giả thiết U= Uđm; Rư = const . Muốn thay đổi từ thông động cơ ta thay đổi
dòng điện kích từ.
Thay đổi dòng điện trong mạch kích từ bằng cách nối nối tiếp biến trở
vào mạch kích từ hay thay đổi điện áp cấp cho mạch kích từ.
Bình thường động cơ làm việc ở chế độ định mức với kích thích tối đa (Φ


= Φmax) mà phương pháp này chỉ cho phép tăng điện trở vào mạch kích từ nên chỉ

có thể điều chỉnh theo hướng giảm từ thông Φ tức là điều chỉnh tốc độ trong vùng
trên tốc độ định mức.


→ Khi giảm Φ thì tốc độ không tải lý tưởng

ωo2



ωo1
ωo

đm
1
2
0 Mc1

Mc2

M

H4. đặc tính cơ của động cơ khi giảm từ thông
Khi tăng tốc độ động cơ bằng cách giảm từ thông thì dòng điện tăng và
tăng vượt quá mức giá trị cho phép nếu mômen không đổi. Vì vậy muốn giữ cho
dòng điện không vượt quá giá trị cho phép đồng thời với việc giảm từ thông thì
ta phải giảm Mt theo cùng tỉ lệ.
Đặc điểm của phương pháp
Phương pháp này có thể thay đổi tốc độ về phía tăng.
Phương pháp này chỉ điều khiển ở vùng tải không quá lớn so với định

mức.
Việc thay đổi từ thông không làm thay đổi dòng điện ngắn mạch.
Việc điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông là phương pháp điều


-- -khiển với công suất không đổi.
Đánh giá các chỉ tiêu điều khiển
Sai số tốc độ lớn: đặc tính điều khiển nằm trên và dốc hơn đặc tính tự
nhiên.
Dải điều khiển phụ thuộc vào phần cơ của máy. Có thể điều khiển trơn
trong dải điều chỉnh D = 3 :1
Tính liên tục: vì công suất của cuộn dây kích từ bé, dòng điện kích từ nhỏ
nên ta có thể điều khiển liên tục với Φ ≈ 1
Phương pháp này được áp dụng tương đối phổ biến, có thể thay đổi liên
tục và kinh tế ( vì việc điều chỉnh tốc độ thực hiện ở mạch kích từ với dòng kích
từ = (1 – 10)%Iđm của phần ứng nên tổn hao điều chỉnh thấp).
→ Đây là phương pháp gần như là duy nhất đối với động cơ điện một
chiều khi cần điều chỉnh tốc độ lớn hơn tốc độ điều khiển.
Phương pháp 3: Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp.
Nguyên lý làm việc
Để 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 lưu điều khiển…)


ω0
ω01
ω02

0

Mc

M

ĐTTN
U1 U2


H5. đặc tính cơ của động cơ khi thay đổi điện áp
Ở phương pháp này: U = var;
Φđm = const; Rf = 0
Khi thay đổi phần ứng ( thay đổi theo chiều giảm điện áp), vì từ thông của
động cơ được giữ không đổi nên độ cứng đặc tính cơ cũng không đổi, còn tốc độ
không tải lí tưởng ωo = U /k.Φ thay đổi tùy thuộc vào giá trị điện áp phần ứng.
Do đó ta thu được họ đặc tính mới song song và thấp hơn đặc tính cơ tự
nhiên tức là vùng điều khiển tốc độ nằm dưới tốc độ định mức.
Đặc điểm của phương pháp
Điện áp phần ứng càng giảm, tốc độ động cơ càng thấp.
Điều chỉnh trơn trong toàn bộ dải điều chỉnh.
Độ cứng đặc tính cơ cao và được giữ không đổi trong toàn dải điều chỉnh.
Chỉ thay đổi tốc độ về phía giảm
Rất dễ tự động hóa khi dùng chỉnh lưu có điều khiển.
Phương pháp này điều khiển với mômen không đổi vì Φ và Iư đều không
đổi.
Đánh giá chi tiêu điều khiển
Sai số tốc độ lớn ( sai số tốc độ bằng sai số tốc độ của đặc tính cơ tự
nhiên)
Tính liên tục: điện áp của động cơ được điều khiển bằng bộ biến đổi. Các
bộ biến đổi hiện nay đều có công suất bé nên có thể điều chỉnh liên tục.
Dải điều chỉnh có thể đạt được D = 10:1

-- -→ Đây là phương pháp duy nhất có thể điều chỉnh liên tục tốc độ động cơ
trong vùng tốc độ thấp hơn tốc độ định mức đối với động cơ một chiều.
⇒ Qua việc xét ba phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ ta thấy
phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng là triệt để và có nhiều ưu điểm hơn cả
nên ta chọn phương pháp này để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.
3.

Tổng quan về thyristor

Thyristor hay Chỉnh lưu silic có điều khiển (SCR) là phần tử bán dẫn cấu tạo từ
bốn lớp bán dẫn,ví dụ như P-N-P-N, tạo ra ba lớp tiếp giáp P-N: J1,J2,J3.
Thyristor có ba cực: anode (A), cathode (K) và cực điều khiển (G) như được biểu
diễn trong hình vẽ. Nó được dùng cho chỉnh lưu dòng điện có điều khiển.
a. Cấu tạo và kí hiệu của thyristor:

b. Nguyên lý hoạt động của thyristor

+ Trường hợp cực G để hở hay VG = OV
Khi cực G và VG = OV có nghĩa là transistor T 1 không có phân cực ở cực B nên
T1 ngưng dẫn. Khi T1ngưng dẫn IB1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng ngưng dẫn. Như vậy trường
hợp này Thyristor không dẫn điện được, dòng điện qua Thyristor là I A = 0 và VAK ≈
VCC.
Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn V CC lên mức đủ lớn là điện áp VAK tăng theo
đến điện thế ngập VBO(Beak over) thì điện áp V AK giảm xuống như diode và dòng điện


-- -IA tăng nhanh. Lúc này Thyristor chuyển sang trạng thái dẫn điện, dòng điện ứng với lúc
điện áp VAK giảm nhanh gọi là dòng điện duy trì IH(Holding). Sau đó đặc tính của

Thyristor giống như một diode nắn điện.
Trường hợp đóng khóa K: VG = VDC – IGRG, lúc này Thyristor dễ chuyển sang
trạng thai dẫn điện. Lúc này transistor T 1 được phân cực ở cực B1 nên dòng điện IG chính
là IB1 làm T1 dẫn điện, cho ra IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó I2 dẫn điện, cho ra
dòng điện IC2 lại cung cấp ngược lại cho T1 và IC2 = IB1.
Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì trạng thái dẫn mà không cần có dòng IG liên
tục.
IC1 = IB2

; IC2 = IB1

Theo nguyên lý này dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần và
hai transistor chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp V AK giảm rất nhỏ (≈ 0,7V) và
dòng điện qua Thyristor là:

+ Trường hợp phân cực ngược Thyristor.
Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm, K vào cực dương của nguồn V CC.
Trường hợp này giống như diode bị phân cự ngược. Thyristor sẽ không dẫn điện mà chỉ
có dòng rỉ rất nhỏ đi qua. Khi tăng điện áp ngược lên đủ lớn thì Thyristor sẽ bị đánh
thủng và dòng điện qua theo chiều ngược. Điện áp ngược đủ để đánh thủng Thyristor là
VBR. Thông thường trị số VBR và VBO bằng nhau và ngược dấu.
c. Đặc tuyến V-A


-- --

Chương 2: Tổng quan về bộ chỉnh lưu thyristor hình cầu 3 pha.
Thiết kế sơ đồ nguyên lý hệ thống chỉnh lưu-động cơ điện 1
chiều không đảo chiều
1. Tổng quan về bộ chỉnh lưu thyristor hình cầu 3 pha

a. Sơ đồ mạch điện

b. Đồ thị dòng, áp tải


-- --

c. Nguyên lý hoạt động

d. Tính toán
Dòng tải trung bình:
U dtb =

Id =

6
2π

3π
+α
6

∫

2U 2 f sin ωt.dωt = 2.1,17.U 2 f cos α

π
+α
6

Ud
I
I
; I Ttb = d ; I Thd = d ;
Rd
3
3

U Tng max = 2 3U 2 f = 2,45.U 2 f = ( 2,45 / 1,17 )U d
S BA =
m=6

S1BA + S 2 BA
≈ 1,047U d I d
2

Dòng trung bình:



PHẦN II: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH LỰC VÀ
MẠCH ĐIỀU KHIỂN :
I: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ MẠCH LỰC:
1: LỰA CHỌN SƠ ĐỒ MẠCH LỰC:

Dựa trên những phân tích đánh giá về các ưu nhược điểm của các loại
Sơ đồ về chỉnh lưu ,với tải là kích từ động cơ thì dùng chỉnh lưu cầu
Một pha ,điều khiển đối xứng là hợp lý hơn cả vì nó cho chất lượng
Điện áp và dòng một chiều tốt nhất :
2: SƠ ĐỒ :

U
T1

C1

L

T2

R1

C2

T3

T4

Đ
Ikt

Sơ đồ mạch lực

R2


GIỚI THIỆU MẠCH LỰC :

Mạch lực gồm : 4 Triristor T1-T4 mắc với nhau thành một sơ đồ
Cầu đối xứng;

2 Điện trở R1;R2
2 Tụ C1;C2 mắc nối tiếp nhau và từng nhóm mắc song song với
Triristor nhiệm vụ bảo vệ quá tải về điện áp
1 Ap tô mát .AT dùng để đóng cắt để sửa chữa khi có sự cố đồng thời nó
được bảo vệ động cơ khi ngắn mạch :
I-3: NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH LỰC :

Đóng AT cấp nguồn cho mạch lực
Khi Φ =Φ1 cho xung điều khiển mở T1 . Trong khoảng từ Φ1-Φ2 .
Tiristor T1 và T4 cho dòng chạy qua , khin điện áp vào đổi dấu Thì T3 mở
ngay . T1 tự nhiên khoá lại dòng i d =I d chuyển từ T1 Sang T3 lúc này T3 và T4
cùng cho dòng chạy qua Ud= 0
+ Khi Φ =Φ3 =Π + α cho xung mở T2 dòng tải id =Id chạy qua T3 và T2
Đồng thời T4 bị khoá lại .
Quá trình có thể lặp đi lặp lại sơ đồ sử dụng van là Tiristor khi muốn
ngừng hoạt động ta có thể ngắt AT cắt nguồn:
I-4: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ :
4.1 : Các số liệu ban đầu của mạch lực :

P

= 2,2

(kw)

Uđm = 220 (v)
Iđm = 10 (A)
Nđm = 1500 (v/p)
η

= 0,85
4.2 : tính chọn van .

Để điều khiển tiristor dẫn dòng thì ta có :
UAk > 0
Ig>0


Các thông số cơ bản của van được tính như sau.
Ulv = KNV .U2 = 1,41.110 =155 (v)
Do sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha nên ta có .

K nv =

2 = 1,41
Điện áp ngược mà van phải chịu .
Unv = Kđtv . Ulv = 1,9.155 =294 (v)
Kđtv la hệ số dự chữ điện áp thường lấy >1,6.
Nên dòng điện đinh mức của van là .
Ilv = Khd .I =0,67.10 =6,7 ( A)
Khd =0,67
Do chỉnh lưu cầu một pha
Dòng điện định mức của van được chọn dựa vào điều kiện làm mát van
chọn điều kiện làm mát van bằng không khí tức làm mát tự nhiên bằng cánh
tản nhiệt với đủ diện tích bề mặt cho phép làm việc
Iđmv =Ki .Ilv =1,5.6,7 = 10 (A)
Ki = 1,5 là hệ số dự chữ dòng điện
Chọn van bán dẫn với .
Unv = 294 (v)
Iđmv = 10 (A)

Loại tiristor cần chọn là ,T12N400COE có các tham số sau
Điện áp ngược cực đại của van là : U n = 400(v)
Dòng định mức của van là :

Iđm = 15(A) Đỉnh

xungdòng điện :

Ipik

=

220(A)

Dòng điện của xung điều khiển

Iđk

=

40(mA)

Điện áp của xung điều khiển

Uđk=2(v)

Dòng điện rò

Ir =5(mA

Sụt áp lớn nhất của tiristor

⊗U =2,8(v


Tốc độ biến thiên điện áp
Tốc độ biến thiên dòng điện
Thời gian chuyển mạch Tcm =50µs

du
dt = 200(v / m)
di
= 180( Aµς )
dt

Nhiệt độ làm việc
cực đại cho phép Tmax
=1250C
4.3 : Tính chọn thiết bị bảo

vệ van:
Dùng áptômát
để tác động nhanh
đóng cắt mạch đọng
lực tự bảo vệ .Quá tải
và ngăn mạch tiristor.
+ chọn áptômát (AT)
có Iđm =(1,1-1,3)Id
Sao cho
dòng

bảo vệ
của
áptômát
không
vượt
quá
dòng
ngăn
Mạch
của thứ
cấp .
Chọn
I