TIỂU LUẬN TRUYỀN ĐỘNG điện

TIỂU LUẬN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Tên: Bùi Dũng
Lớp : DHDI6A
MSSV:


Hình 2.29: Hệ thống bộ chopper – động cơ DC kích từ độc lập làm việc ở chế độ
hãm tái sinh
a) Sơ đồ nguyên lý hệ thống ; b) Dạng sóng dòng , áp ở ngõ ra bộ chopper
Phương trình vi phân biểu diễn hoạt động của hệ:
Trong khoảng trữ năng lượng (0): khóa S dẫn, dòng phần ứng chạy qua S:
Rưiư + Lư = E

(2.55)

iư (0) =Iư1
Trong khoảng trả năng lượng về lưới (: khoảng S tắt, dòng phần ứng chạy về
nguồn:
Rưiư + Lư + V = E

(2.56)

iư ( = Iư2
Vì động cơ lúc này hoạt động như máy phát:
Vd = E – RưIư

(2.57)


Điện áp trung bình đặt lên động cơ (xem hình 2.29b):
Vd = (1 – )V

(2.58)

Từ (2.57) và (2.58) suy ra:
Iư =

(2.59)

Lưu ý là dòng phần ứng lúc này có chiều ngược lại so với chiều dòng ở chế
độ động cơ.
Giải các phương trình (2.55) và (2.56) cho phép tính được dợn sóng dòng
phần ứng iư .Biểu thức tính iư cũng tương tự như (2.49) hoặc (2.50). Dợn sóng
dòng cực đại xảy ra tại = 0,5.
Công suất trả về lưới:

Ph =
Ph =

(2.60)

Công thức (2.59) cho thấy tại một tốc độ xác định , dòng động cơ được hạn
chế bằng cách giảm . Tuy nhiên, luôn có một giá trị giới hạn

min

do đặc tính của

linh kiện hoặc mạch. Do đó, tương ứng với min và cho trước, sẽ có một giá trị tới
hạn của tốc độ mà khi vượt qua tốc độ này (trong trường hợp kích từ của động cơ
không thể giảm đi), sẽ không thể điều khiển bộ chopper để hạn chế được dòng

phần ứng (xem ví dụ 2.8)
2- Hệ thống bộ chopper – động cơ DC kích từ nối tiếp
Mạch tương đương của hệ thống này cũng giống như mạch trình bày trên
hình 2.29a. Tuy nhiên, cần lưu ý là cực tính cuộn kích từ phải đảo chiều so với khi
hoạt ở chế độ động cơ. Động cơ lúc này hoạt động như một máy phát DC tự kích
từ.
Với giả thiết sự bão hòa của đặc tính từ hóa phụ thuộc vào giá trị trung bình
của dòng phần ứng như ở mục 2.7.2, tốc độ động cơ tính bởi công thức:
(2.61)
Với một giá trị cho trước của , đặc tính cơ hoặc đặc tính tốc độ của động cơ
DC kích từ nối tiếp tính theo các bước sau:


-

Chọn Iư,
Tính ra Km từ đặc tính từ hóa
Tính theo (2.61)
Tính mômen theo công thức: M = KmIư

2.9 HỆ THỐNG BỘ CHOPPER – ĐỘNG LỰC DC LÀM VIỆC HOẠT
ĐỘNG Ở NHIỀU GÓC PHẦN TƯ
Trong mục này sẽ khảo sát hệ thống bộ Chopper – động cơ DC hoạt động được ở
chế độ hãm tái sinh, bao gồm hệ thống hoạt động ở phần tư I và II, hệ thống hoạt
động ở phần tư I và II, và hệ thống hoạt động được ở cả bốn phần tư của mặt phẳng
đặt tính cơ.
Trong thực tế, một mạch lọc được đặt giữa nguồn DC và hệ thống Chopper, và một
vòng hồi tiếp âm dòng để hạn chế dòng qua bộ chopper ở mức cho phép, có mặt
trong cấu hình bộ chopper hoạt động ở nhiều góc phần tư. Tuy nhiên để đơn giản
cho việc giải tích mạch, mạch lọc và vòng hồi tiếp dòng sẽ không xét ở đây.

2.9.1 Hệ thống bộ chopper – động cơ DC hoạt động ở phần tư thứ I và thứ II
Hệ thống chopper – động cơ DC hoạt động ở phần tư thứ I và thứ II đòi hỏi bộ
chopper cung cấp điện áp dương nhưng dòng điện phải có khả năng đảo chiều. Có
hai sơ đồ thường dùng như trình bày dưới đây
Sơ đồ I : Bộ chopper với contact đảo chiều.

D2

C
+

Iu
+

a

V

T
D1

b
N
Vdk

S


a)

+

+

a

D1

D2
-

V

S

b

V dk

b)

b

V

+

Vdk
S

-

+

D2

D1
a

c)
Hình 2.30 Bộ chopper làm việc ở phần tư I và II với công tắc đảo chiều
a) Sơ đồ nguyên lý

b) Chế độ động cơ

c) Chế độ hãm tái sinh


Sơ đồ hệ thống này trình bày trên hình 2.30a. Có thể xem sơ đồ này là sự kết
hợp giữa mạch chopper ở chế độ động cơ (H.2.28a) và mạch chopper ở chế độ hãm
tái sinh (H.2.29a) S là khóa bán dẫn được điều khiển dẫn trong khoảng yT và tắt
trong khoảng (1-y)T. C là contact điều khiển bằng tay.
Khi C đóng, mạch có cấu hình tương tự như mạch hình 2.30a và hoạt động ở
chế độ động cơ. Mạch tương đương của hệ thống như hình .30b. Lúc này điện thế
điểm a dương hơn điệm thế điểm b.
Hệ thống chuyển sang hoạt động ở chế độ hãm sinh (góc phần tư thứ II) khi
khóa C hở ra, và cực tính điện áp đặt lên phần ứng được đảo chiều bằng bộ contact
đảo chiều T-N, khiến điểm b lúc này dương hơn điểm a. Hệ thống lúc này hoạt
động ở chế độ hãm tái sinh như hình 2.29, trả năng lượng về lưới. Mạch tương
đương của hệ thống như hình 3.30c

Chuyển từ chế độ động cơ sang chế độ kiềm hãm tái sinh thực hiện theo các
bước như sau :
- Khóa bán dẫn S được kích và tắt khóa C hở mạch. Do đó, dòng điện phần ứng sẽ
chảy qua D2, nguồn V và D1. Năng lượng trữ trong phần ứng động cơ được đưa
trả lại nguốn, và do đó dòng phần ứng sẽ giảm xuống zero.
- Sau một khoảng thời gian trễ thích hợp để đảm bảo dòng phần ứng giảm xuống
đến zero, bộ contact đảo chiều T-N tác động để chiều phần ứng động cơ. Tiếp đó
khóa bán dẫn S được kích với hệ số y thích hợp để bắt đầu quá trình trả năng lượng
về lưới
Sơ đồ kiểu này được dùng rộng rãi trong chuyển động các xe điện ngầm và các xe
điện sử dụng acquy
Sơ đồ 2 : Dùng chopper lớp C (bộ đảo dòng)
Trong một số ứng dụng, như điều khiển động cơ servo, máy công cụ, đòi hỏi
sự chuyển mạch êm và nhanh từ chế độ động cơ sang chế độ hãm và ngược lại. Khi
đó bộ chopper lớp C có sơ đồ nguyên lý như hình 2.31a được sử dụng. Khóa bán


dẫn S1 và diode D2 tạo thành một mạch chopper, S2 và D1 tạo thành một chopper
khác. S1 và S2 được f9ie6u2 khiển đóng cắt ngược pha nhau, trong đó S1 được
kích dẫn trong khoảng 0 ≤ t ≤ yT, còn S2 được kích dẫn trong khoảng yT ≤ t ≤ T

Hình 2.31 Bộ chopper lớp C + động cơ D
a) Sơ đồ nguyên lý

b) Dạng song – khoảng dẫn các linh kiện


Dạng sóng của tín hiệu điều khiển và dòng áp ngõ ra được trình bày trên hình
2.31b. Một số đặc điểm sau cần lưu ý để có thể hiểu được hoạt động của mạch :
- Trong mạch này không xảy ra hiện tượng dòng dán đoạn, tại bất kỳ tần số hoạt

động nào.