Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

PHÁÖN I :

TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU
I.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện một chiều
I.1.Phân tĩnh hay stato.
Là phần đứng yên của máy, phần tĩnh gồm các bộ phận sau :
I.1.1.cực từ chính:
Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường ,gồm lỏi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng
ngồi lỏi sắt cực từ .Lỏi sắt cực từ dược làm từ những lá thép kĩ thuật điện hay thép cácbon dày
0,5-1mm ép chặt vào nhau va tán chặt.trong máy điện nhỏ có thể làm bằng thép khối ,cực từ
gắn chặt vào võ máy nhờ các bu lơng.
Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng cách điện và mỗi cuộn dây đèu được bọc kĩ
thành khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cưc từ.Các cuộn dây kích từ đặt trên các
cực từ được nối tiếp với nhau .

Uæ

Uæ
Iæ

Iæ

Ræ
f

E

CKT

Ikt

Ræ
f

CKT

Rkt

Rkt
I kt

Ukt

.
Hỗnh 1-1 : Sồ õọử nguyón lyù õọỹng cồ õióỷn mäüt chiãöu.
I.1.2. Cực từ phụ.
Cực từ phụ được đặt giữa cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều.Lỏi thép của cực
từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ đặy dây quấn có cấu tạo giống cực từ
chính.Cực từ phụ được gắn vào võ máynhờ bu lông.
I.1.3.gông từ.
Gông từ dùng dể làm mạch từ nối liền với các cực từ , đồng thời làm võ máy.Trong máy
điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dây uốn và hàn lại.Trong máy điện lớn thường dùng
thép đúc. Đối với máy điện nhỏ có khi dùng gang để làm võ máy.
I.1.4.Các bộ phận khác.
A.Nắp máy: để bảo vệ máy khỏi hư hỏng hay an toàn cho người vận hành.Trong máy
điện nhỏ và vừa ,nắp máy cịn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi ,trường hợp này nắp máy làm bằng
gang.

B.cơ cấu chổi than: để đưa dòng điện từ phần quẩy ngồi.Gồm có chổi than đặt trong
hộp chổi than va nhờ một lị xo tì chặt lên cổ góp.Gía chổi than có thể quay điện đẻ điều chỉnh
vị trí chổi than cho đúng chổ ,sau khi diều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại vị trí đã chỉnh.
I.2.Phần quay hay roto:Gồm:
I.2.1.Lỏi sắt phần ứng :
.
Lỏi sắt phần ứng dùng đẻ dẫn từ ,thường dùng những tấm thép kỉ thuật điệndày 0,5mm
nhưng cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại đẻ giảm tổn hao do dịng điện xốy

Trang 1


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

gây ra.Trên lá tháp có dập hình dạng rảnh để sau khi ép lại ta đặt phần dây quấn vào rảnh đó.
I.2.2.Dây quấn phần ứng.
Dây quấn phần ứng là phần sinh ra sức điện động và có dịng điện chạy qua.Dây quấn
phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Trong máy điện nhỏ cơng suất vài kw
thường dùng dây có tiết diện trơn.Máy điện vừa và lớn thường dùng dây quấn có tiét diện hình
chữ nhật.Dây quấn được cách điện cẩn thận cới rảnh của lỏi thép.
I.2.3.Cổ góp.
Cổ góp cịn gọi là vành đổi chiều ,dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành dòng
điện một chiều .
I.2.4.Các bộ phận khác.
Cánh quạt :Dùng để quạt gió làm máy động cơ.
Trục quạt: Trên đó đặt lỏi sắt phần ứng ,cổ góp ,cánh quạt va ổ bi trục máy ,thường làm
bằng thép cacbon tốt.
I.3.Các trị số định mức:

Chế đọ làm việc định mưc của động cơ điện một chiều là chế độ làm việc trong nghững
điều kiện mà nhà chế tạo đã quy định.Chế độ đó được đặt trưng bằng những đại lượng ghi trên
nhản máy và gọi là những đại lượng định mức.
Công suất định mức :Pđm kw hay w
Điện áp đinh mức : Uđm v
Dòng điện định mức : Iđm A
Tốc đọ định mức :Nđm vịng/phút
Ngồi ra cịn ghi kiểu máy,phương pháp kích từ,dịng điện kích từ và các số liệu về điều
kiện sử dụng.
II.Mở may động cơ điện một chiều.
II.1.Yêu cầu khi mở máy.
Momen khi mở máy phải lớn để thắng mômen cảng của tải và làm cho thời gian mơ máy
càng nhỏ.
Dòng điện mở may phải han chế nhỏ nhất đẻ tránh trường hợp làm nóng dây quấn.
II.2.Các phương pháp mơ may động vơ điện một chiều.
II.2.1.Phương phap mở máy trực tiếp.
Khi mở máy điện ap đặt vào động cơ U L = U dc
Ngay khi mở máy n = 0
Eư =Ke* θ∂ * Μ
Suy ra :

Ι mm =

U
Rỉ

Do Rỉ = (0.02 ÷ 0.1) nên với điên áp định mức U= 1 dòng điện Imm sẻ rất lớn và
Ι mm = (5 ÷10) * Ι âm . Cho nên phương pháp này chi áp dụng được cho độnh cơ cơng suất nhỏ
(cở vài trăm ốt).
II.2.2.phương pháp mở máy nhờ biến trở.

Trong những động cơ công suất lớn , để mở may thì ta giảm điện áp đặt vào động cơ sẻ
giảm được dòng điện mở máy .
Dùng một biến trỡ gồm nhiều điện trở nối tiếp ,biến trở được nối vào phần ứng của
động cơ.
Khi mở máy ta điều chỉnh điện trở mắc nối tiếp với phần ứng sao cho từ thơng cọ biên
độ låïn nhất.
Âáưu tiên ta gạt T ở vị trí 0 , điều chỉnh để Râc = 0 .Sau đó gạt T sang vị trí 1.

Trang 2


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

Ι=

u − e æ1
ræ + rmm1

Khi tốc độ n tăng lên làm cho Ε 1 tăng ,dòng điện phần ứng sẻ giảm theo lm momen
ỉ
M giảm.
Chuyển tay gạt T sang vị trí 2.
Ι−

u −e
r + rmm 2

Tại vị trí 2 : Ιmm 2 tăng âột ngột ,sau đ ó Ιmm 2 giảm vì Ε 2 tăng lên (do t ốc độ n

ue
tăng) làm M giảm.
Lần lỉợt chuyển T đến các vị trí 3,4,5 quá trình trên cứ lặp l ại cho đến khi mỏy t
tọỳc õọỹ n = n õm thỗ rmm bở loaỷi trổỡ hoaỡn toaỡn.

2

3

4

1

5

0
Rõc

C
Rt

U

Hỗnh 1-2 : Sồ õọử nguyón l phỉång phạp måí mạy nhåì biãún
tråí.
II.2.3.phỉång phạp måí mạy bng õiióỷn aùp thỏỳp.
Trong quaù rỗnh mồớ maùy U õc < U L .
Âi hi phi cọ mäüt ngưn âiãûn mäüt chiãưu riãng âãø thay âäøi âiãûn
ạp âàût vo âäüng cå khi måí mạy. Cn âiãûn ạp âàût vo dáy qún kêch tỉì
phi khäng âäøi U t = const.

Phỉång phạp ny âỉåüc dng trong cạc âäüng cå cäng sút låïn.
III. àût tênh cå ca âäüng cå âiiãûn mäüt chiãưu .
III.1.Khại niãûm:
Âàûc tênh cå ca âäüng cå âiãn mäüt chiãưu l mäúi quan hãû giỉỵa täúc
âäü âäüng cå va momen ca âäng cå.
W = f(M)
Hồûc n = f(Mc)
Âàûc tinh cå cọ thãø biãøn diãùn åí dảng hm ngỉåüc hồûc hm
thûn . Vê dủ w =f(M) hay M = F(W).
Ngoi âàc tênh cå,âäúi våïi âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu cn sỉí dủng
âàûc tênh cå âiãûn.Âàûc tênh cå âieûn biãøu hiãûn mäúi quan hãû giỉỵa täúc âäü
v dng âiãûn trong mảch âäüng cå.
W = f(I)
Hồûc
n = f(I)
Trong âọ
w:täúc âäü gọc (rad/s)

Trang 3


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

N: täúc âäü qay (vng/phụt)
M:momen (Nm)
I : dn âiãûn (A)
III.2.Âàûc tênh cå ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu
Khi ngưn âiiãûn mäüt chiãưu cọ cäng sút vä cng låïn v âiãn ạp

khäng âäøi mảch kêch tỉì thỉåìng màõc song song våïi mảch pháưn ỉïng lục
ny âäüng cå âỉåüc gi l kêch tỉì song song.
Uổ
Rkt

CK T

Iổ

Rổ
f
C

Hỗnh 1-3 : Sồ õọử nguyón lyù õọỹng cồ âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì
song song.
Khi ngưn âiãûn mäüt chiãưu co cọng suỏỳt khọng õuớ lồùn thỗ maỷch õióỷn
phỏửn ổùng v mảch âiãûn kêch tỉì âỉåüc näúi vo hai ngưn mäüt chiãưu
âäüc láûp våïi nhau ,lục ny âäüng cå âỉåüc goỹi laỡ õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu
kờch tổỡ õọỹc lỏỷp.

Uổ
Rổ
f

Iổ
C

Rkt

Ikt

CKT
Ukt

Hỗnh 1-4 : Så âäö nguyãn lyï âäüng cå âiãûn mäüt chióửu kờch tổỡ
õọỹc lỏỷp.
III.2.1.Phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ.
Uổ =Eổ +(Rổ+Rổf)*Iổ
Trong âọ
:âiãûn ạp pháưn ỉïng (V)
:sỉïc âiãûn âäüng pháưn ỉïng (V)
)
Rỉ :âiãûn tråí mảch pháưn ỉïng ( Ω
)
Rỉf :âiãûn tråí phủ trong mảch pháưn ỉïng ( Ω
Iỉ :dng âiãûn mảch pháưn ỉïng (A)
Våïi
Rỉ = rỉ +rcf + ro + rct
rỉ : âiãûn tråí cün dáy pháưn ỉïng
rcf

:âiãûn tråí cỉûc tỉì phủ

Trang 4


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều
rct :âiãûn tråí tiãúp xục ca chäøi than

Sỉïc âiãûn âäüng mảch pháưn ỉïng ca âäüng cå âỉåü xạc âënh theo
cäng thỉïc :
Ε
ỉ

Trong âoï

=

p*n
*φ * ω − k *θ * ω
2*Π* a

p : säú âäi cỉûc tỉì chênh
n :säú thanh dáùn tạc dủng ca cün dáy pháưn ỉïng
a :säú âäi mảch nhạnh song song
θ : tỉì thäng kêch tỉì âãún mäüt cỉûc tỉì
ω : täúc âäü goïc (rad/s)
pn
K= 2Πa : hãû säú cáúu tảo ca âänh cå.

N ãúu biãùu diãùn sỉïc âiãûn âäüng theo tọỳc õọỹ quay n (voỡng/phuùt)
thỗ:
Vaỡ
Vỗ vỏỷy
ỷt :

= k e * θ *n
(3)
æ

n
2 * Π* n
ω=
= 9,55
60
p*n
Ε =
∗θ ∗ n
ỉ
60 * a
p*n
Κ=
: hãû säú sỉïc âiãûn âäüng ca âäüng cå
e
60 * a

Tỉì (1) v (2) suy ra :
ϖ=

r + rổf
uổ

* . ổ
k *
k *

(4)
Bióứu thổùc (4) laỡ phổồng trỗnh õỷc tỗnh cồ cua õọỹng cồ.
Mỷc khaùc momen õión tổỡ Mât ca âäüng cå âỉåüc xạc âënh båíi:
Mât =k* θ * Ιu

(5)
Suy ra :
Μât
Ιỉ =
k *θ
Thay giạ trë Iỉ vo (4) ta âỉåüc :
U
R + Rỉì
ω= ỉ − ỉ
* Μ ât
K *θ ( K *θ ) 2
(6)
Nãúu boí qua täøn thỏỳt cồ vaỡ tọứn thỏỳt theùp thỗ momen cồ trón trủc âäüng
âäüng cå bàịng momen âiãûn tỉì (M) nghéa l :
Μ = Μ =M
ât
cå

r + rỉì
ω=
−
* Μ ât
k *θ ( k * ) 2
(7)
ỏy laỡ phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì
âäüc láûp.
Gèa thiãút phn ỉïng pháưn ỉïng âiãûn b â ,tỉì thäng θâm =const thỗ caùc
phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ õióỷn (4) vaỡ phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ (7) laỡ tuyóỳn
tờnh .ọử thở ca chụng âỉåüc biãøu diãùn:

Trang 5


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

W

W

Wo
Wo
Wâm

Wâm

I âm

M(I )

Inm

M õm

M (I )

Mnm

Hỗnh 1-5 : ỷc tờnh cồ õióỷn ca âäüng cå

cå ca âäüng cå
âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì âäüc láûp.
chiãưu kêch tỉì âäüc láûp.
Theo âäư thë trãn ,khi Iổ = 0 hoỷc =

Hỗnh 1-6 : ỷc tờnh
õióỷn mäüt

u
=ω
0
k *θ

ω : l täúc âäü l tỉåíng khäng ti ca âäüng cå.
0
ω = 0 ta cọ:
Khi 0
Ιỉ =


r + rỉì

=

Ιnm

V : Ιnm , Μ : gi l dng âiãûn ngừn maỷch vaỡ momen ngừn maỷch .
nm
Mỷt khaùc ,phổồng trỗnh âàûc tênh (4)va(7) cng cọ thãø viãút dỉåïi dảng:
u

r
ω= ỉ −
* Ιæ
k *θ k *θ
ω = ω0 - ∆ω
uæ
r
−
*Μ
k *θ ( k *θ ) 2
ω = ω0 − ∆ω

ω=

Trong âoï :

r = rỉ + rỉì
u
ω0 = ỉ
k *θ
∆ω =

r
r
* Ιỉ =
*Μ
k *θ
( k *θ ) 2

∆ω : goüi laì âäü sủt täúc ỉïng våïi giạ trë ca M.

Ta cọ thãø biãøu diãùn âàûc tênh cå âiãûn vaì âàûc tênh cå trong hãû tỉång
âäúi våïi âiãư kiãûn tỉì thäng l âënh mỉïc ( θ = θâm ).

ω
ω
ω

Μ
∗
Μ
=
Μ
âm
Ι
∗
Ι
=
Ι
âm
∗

=
0

r

r
=
r

eb

∗

Trong âọ :

Trang 6


Bài thi cuối khoá

Våïi

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

reb =

u âm
Ι âm

ω∗ = Ι − r ∗ * Ι∗
ω = Ι −r * Μ
Suy ra :
III.2 .2.nh hỉåíng ca âiãûn ạp pháưn ỉïng.
Täúc âäü âäüng cå khäng ti :

ω0 x =
= var
k * θ âm
Âäü cỉïng ca âàûc tênh cå:

(k * θ dm ) 2
β=
= const
ræ
Nhæ váûy khi thay âäøi âiãûn ạp âàût vo pháưn ỉïng ca âäüng cå ta
âỉåüc mäüt hoü âàûc tênh cå song song våïi âàc tênh tổỷ nhión .






W

Wo
W01
W02
W03

TN
CB
Uõm
U1U2U3M

Hỗnh 1-7 : ỷc tờnh cồ cuớa õọỹng cå mäüt chiãưu kêch tỉì
âäüc láûp.

u ỉ = u âm = const

rỉ = const
Gi thiãút :
Mún thay âäøi tỉì thäng ,ta thay âäøi dng âiãûn kêch tỉì Ιkt ca âäüng

cå :
ω0 =
β=

u âm
= var
k * θx

(k * θ ) 2
= var
rỉ

Täúc âäü khäng ti :
Suy ra khi tỉì thäng gim thỗ x tng, giaớm.
0
III.2.3.ỷc tờnh cồ trong caùc trảng thại hm.
Hm l trảng thại m âäüng cå sinh ra momen ngỉåüc chiãưu våïi täúc
âäü quay trong tạt c cạc trảng thại hm ,âäüng cå âiãûn lm viãûc åí chãú âäü
mạy phạt.Âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu co 3 trảng thại hm l:hm tại sinh,hm
âäüng nàng v hm ngỉåüc.
III.2.3.Hm tại sinh(hm tr nàng lỉåüng vãư lỉåïi).
L trảng thại mạy phạt ca âäüng cå ,lục âọ âäng cå nhỉ mäüt mạy
phạt näúi song song våïi lỉåïi v biãún cå nàng ca hãû thäúng thaình âiãûn nàng

Trang 7


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

trãn læåïi.

ϕ = const
ω > ω0

Khi :
Trong thỉûc tãú hm tại sinh sinh ra khi:
Hãû chuøn âäüng âiãûn cọ âiãưu chènh âiãûn ạp pháưn ỉïng khi
gim täúc âäü.
Khi hả ti våïi ω > 0
óứ haợm coù hióỷu quaớ tọỳt thỗ trong haợm tại sinh ta khäng näúi âiãûn tråí
phủ vo rỉ :
u
r *Ι
u
ræ
ω= æ + æ h = æ +
*Μh
k *θ
k *θ
k * θ (k * θ ) 2
III.2.3.Hm ngỉåüc.
L trảng thại mạy phạt ca âäüng cå khi âäng cå chëu tạc âäüng ca

thãú nàng hồûc âäüng nàng têch lu trong hãû thäúng truưn âäüng âiãûn ,quay
ngỉåüc chiãưu våïi täúc âäü khäng ti l tỉåíng ca nọ.
- Khi ti thãú nàng:
+ Khi õọỹng cồ laỡm vióỷc ồớ A :
W

W0

A

B

C
0

M(I)

Mnm
D
Rh

Hỗnh 1-8 : Sồ âäư trảng thại hm ngỉåüc ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu.
Âãø thỉûc hiãûn hm ngỉåüc ngỉåìi ta näúi vo âäüng cå mäüt âiãûn
tråí phủ â låïn sao cho momen ngàõn maỷch nhoớ hồn momen caớng Mc thỗ
õọỹng cồ chuyóứn tổỡ A âãún B v gim täúc âäü trãn âoản BC.Dỉåïi tạc dủng
ca ti thãú nàng m pháưn ỉïng ca âäüng cå bë quay ngỉåüc v lạlm viãûc
xạc láûp tải D.
Nhåì thãú nàng m räto ca âäüng cå quay ngỉåüc chiãưu våïi âiãûn ạp.
+ Khi âäüng cå l viãûc tải A ,ta âo chiãưu âiãûn ạp pháưn ỉïng âäưng
thåìi näúi vo rỉ âiãûn tråí hm Rh sao cho dng âiãûn hm ban âáưu bàịng Ι

1
.Âäüng cå chuøn tỉì A âãún B vaỡ giaớm tọỳc trón õoaỷn BC.Nóỳu taới phaớn
khaùng thỗ õọỹng cå lm viãûc xạc láûp tải D.
ÅÍ chãú âäü hm ngỉåüc ,âäüng cå nhỉ mäüt mạy phạt näúi tiãúp vo lỉåïi
biãún cå nàng ca hãû thäúng âiãûn nàng tiãu tạn trãn âiãûn tråí låïn.Trong c hai
trỉåìng håüp sỉïc phn âiãûn âäüng E ca âäüng cå tạc dủng våïi âiãûn ạp
ngưn gỏy ra doỡng õión haớm rỏỳt lồùn ,vỗ vỏỷy ta phaíi näúi thãm âiãûn tråí haím

Trang 8


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

låïn sao cho dong âiãûn hm ban âáưu bàịng (2-2,5) Ιâm .
u + e u æ + k * θ âm * ω bâ
Ιh = æ
=
ræ + rh
ræ + rh
u æ + ebâ
rh =
− ræ
(2 − 2,5) * Ι âm
uæ
r + rh
− ỉ
* Ιh .
k *θ

k *θ
III.2.3. Hm âäüng nàng.
L trảng thại mạy phạt ca âäüng cå lục âäú âäüng cå nhỉ mäüt mạy
phạt lm viãûc âäüc láûp, biãún cå nàng têch lu trong hãû thäúng trỉåïc âọ
thnh âiãûn nàng tiãu täún trong mảch vng pháưn ỉïng khäng liãn quan âãún
ngưn.
Hm âäüng nng kờch tổỡ õọỹc lỏỷp:

=

Rktf

CKT

E

Rh

Hỗnh 1-9 : Sồ õọử nguyón l hm âäüng nàng âäüng cå âiãûn mäüt
chiãưu kêch tỉì âäüc láûp.
Khi âäüng cå quay ,mún thỉûc hiãûn hm âäüng nàng kêch tỉì âäüc
láûp ,ta càõt pháưn ỉïng âäüng cå khi lỉåïi âiãûn mäüt chiãưu v âọng vo
âiãûn tråí hm ,cn mảch kêch tỉì váùn näúi våïi cạc ngưn nhỉ c.
e
k * θ âm * ω bâ
rh = bâ − ræ =
Ι1
(2 − 2.5) * Ι âm
ræ + rh
r +r

*Ιh = æ h 2 *Μ h
k * θ âm
(k * θ âm )
Nãúu khäng cọ kêch tỉì : Μ = k * θâm * Ιh nãn khäng cọ momen hm âỉåüc
h
âäüng cå.
Hm âäüng nàng tỉû kêch :
Âãø thỉûc hm âäüng nàng kêch tỉì tỉû kêch ,nãúu âäüng cå âang lm viãûc åí
trảng thại âäüng cå ta càõt c pháưn ỉïng v kêch tỉì ra khi lỉåïi v näúi
pháưn ỉïng våïi âiãûn tråí hm ,cün kêch tỉì âỉa vo pháưn ỉïng.

ω=

Trang 9


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

Ι æ = Ι h + Ι kt
Ιæ =

Ε bâ
Ε bâ
=
rh * rkt
ræ + rh
ræ +
rh + rkt

ræ + rh
*Ιæ
k *θ
II.3.Âàûc tênh cå v trảng thại lm viãûc ca âäüng cå âiãûn mọỹt
chióửu.

=

Uổ

Iổ

CKT

E

Rổ
f

Hỗnh 1-10 : Sồ õọử nguyón lyù õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu kờch tổỡ nọỳi
tióỳp.
III.3.1.Phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ.
U ổ = Ι ỉ * (râ + rỉì ) + Ε
Ε = k * θ (Ι æ ) * ω

ω=

Uæ
r +r

− â ỉì * Ι ỉ
k *θ
k *θ

râ = rỉ + rck = ræ + rctf + rcb + rtx + rkt
tgϕ =

φ
Ι kt

=α

Våïi :
θ = α * Ι kt
ω=

Uæ
r + rỉì
A
− â
=
− B (3.1)
k *α * Ιỉ
k *α
Ιỉ


k *α
r + rổỡ
B= õ

k *
trong õoù :
Bióứu thổùc (3.1)laỡ phổồng trỗnh tọỳc âäü ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch
tỉì näúi tiãúp.
Α=

Trang 10


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều
Μ = Κ ∗θ ∗ Ι æ = Κ ∗ α ∗ ( Ι æ ) 2
Ιæ = Μ

ω=

Κ *α

A Κ *α
Μ

−B =

A'


(3.2)

Bióứu thổùc (3.2) laỡ phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu

kêch tỉì näúi tiãúp ,l
mäüt õổồỡng hybepol.
Bióứu thổùc (3.1)vaỡ (3.2) laỡ phổồng trỗnh õỷc tờnh cå ca âäüng cå.
Âàûc tênh cå v âàûc tênh täúc õọỹ laỡ õổồỡng hypebol rỏỳt móửm ,khi khọng taới
thỗ tọỳc âäü âäüng cå vä cng låïn .
Trong thỉûc tãú cọ tỉì dỉ tỉì (2-5%)* θâm nãn täúc âäü gáúp (20-30)* ω .
0
III.3.2.Trảng thại hm ca âäüng cå kêch tỉì näúi tiãúp.
Do âàûc âiãøm ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì näúi tiãúp cọ täúc
ω vä cng låïn nãn âäüng cå chè thỉûc hiãûn hm ngỉåüc v hm âäüng
âäü 0
nàng chỉï khäng hm tại sinh.
IV.Phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå âiãûn mmäüt chiãưu.
IV.1.Khại niãûm.
Âiãưu chènh täúc âäü âäüng cå l sỉû tạc âäüng mäüt cạch ch âäüng do
con ngỉåìi ci âàûc trỉåïc âãø thay âäøi täúc âäü âäüng cå m khäng phủ
thüc vo sỉû thay âäøi ca cạc thäng säú nhỉ ti ,sỉû thay âäøi ca cạc
thäng säú ngưn.
U
r +r
ω = ỉ − ỉ ỉì2 * Μ
k * θ (k * θ )
Nọi chung cọ hai cạch âiu chènh täúc âäü cạc bäü pháûn ca mạy:
Cạch mäüt: Biãún âäøi täúc âäü gọc ca âäüng cå
Cạch hai : Biãún âäøi t säú truưn ca hãû truưn âäüng
Tuy nhiãn ,cạch 2 co nhỉåüc âiãøm cå bn l lm cho kãút cáúu mạy phỉïc tảp
cäưng kãưnh khäng chàõc chàõn v khäng cho phẹp âiãưu chènh âäl trån.Do âọ
,hiãûn tỉåüng ny thỉåìng âỉåüc âiãưu chènh täúc âäü ca mạy bàịng cạch 1.
IV.1.1.Phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü bàịng âiãûn tråí phủ trong
mảch phỏửn ổùng .

W

Uổ
W0

1K 2K 3K
Iổ

Wõm

Rf 1 Rf2

CK T

TN
Rfổ

C
Rf 3

Wmi n

NT
Mõm

Mcp

M

Hỗnh 1-11:Så âäö nguyãn lyï âiãöu chènh âäüng cå âiãûn ; Hỗnh 1-12:ỷc
tờnh cồ vaỡ õỷc tờnh

Trang 11


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

mäüt chiãöu bàịng âiãûn tråí phủ trong mảch pháưn ỉïng.
âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu.
IV.1.1.1.Ngun l lm viãûc.
U
r +r
ω = ỉ − ỉ æì * Μ = ω 0 − ∆ω
k *θ
k *θ
.
Khi M=Mâm :
rỉ
rỉì

ω=
−
* Μ âm −
* Μ âm
2
K * θ âm ( k * θ âm )
(k * θ âm ) 2

Μ âm
ω = ω âm −
* rỉì = A − Brỉì ( 4.1)
(k * θ âm ) 2

täúc âä üca

Âáy laỡ phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ.
Bióứu thổùc (4.1) laỡ õỷc tênh âiãưu chènh .
(kθ âm ) 2
Khi thay âäøi rỉì thỗ nt seớ giaớm vỗ nt =
.
rổ + rổỡ
IV.1.1.2.aùnh giaï caïc chè tiãu.
s% =

∆Μ
β nt * ω 0

Sai säú tọỳc õọỹ :
Khi õióửu chốnh caỡng sỏu (thỏỳp) thỗ cng nh ,sai säú täúc âäü cng
låïn.

Âäü trån âiãưu chènh ϕ l trån khi âäüng cå cäng sút nh ,khi âäüng cå
cäng sút låïn phi dng tiãúp âiãøm nhỉ cäng tàõctå nãn âỉåüc âiãưu chènh
cọ cáúp.
Momen cho phẹp : Μcp (ω) = Μ(ω) Ιæ = Ιæâm = k * θâm * Ιỉ Ιỉ = Ιỉâm
Μdm = const

Di âiãưu chènh täúc âäü D :

ω max = ω âm = ω 0 −

Våïi :

β TN

Μ âm
U âm
ræ
=
−
* Μ âm
β tn
k * θ âm (k * θ âm ) 2

(kθ âm ) 2
=
ræ

ωmin = (k qt − 1) * Μ âm * tgϕ
(tgϕ =

D=

ωmin
)
Μ cp − Μ âm

ωmax

ωmin

Μ âm
β nt
=
Μ
(k qt − 1) dm
β nt

ω0 −

Ta coï :
ω 0 * β tn
U âm
(k * θ âm ) 2
U âm
r
1
∗
=
−
=
= âm = ∗ = β TN
Μ âm
k * θ âm ræ * k * θ âm * Ι âm ræ * Ι âm
ræ
ræ

Trang 12

Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều
∗

∗
∗
( βTN − 1)
( β tn − 1) * k qt
=
= ( β tn − 1) * β nt
=
β tn
D
⋅∗
( k qt − 1) *
(k qt − 1) * β tn
(k qt − 1) * β tn
β nt

ræ = (0.04 −0.05)(Ω
)

Âäúi våïi âäüng cå âiãûn :
∗

Nãúu ræ = 0.05 → β tn =

1

= 20
0.05

D = 1.9 ( k qt = 2) nãn phảm vi âiãưu chènh nh hån hồûc bàịng 2( ≤ 2 ).
Phỉång phạp ny âiãưu chènh thä ,phảm vi hẻp nãn täøn tháúp nàng lỉåüng
låïn ,ph håüp våïi ti mạy náng, hỉåïng âiãưu chènh täúc âäü l nh hån täúc
âäü âënh mỉïc.
IV.1.2.Phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay õọứi tổỡ
thọng.

Ud

Iổ

Ud

Iổ

C

C

Rkt
CKT

Hỗnh 1-13:Sồ õọử nguyón lyù õióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cồ õióỷn mọỹt chióửu
kờch tổỡ song song.
W

W02

Wmax
W01
W0
Wmin

M
1Mõm

2Mõm

Hỗnh1-14: ỷc tờnh cå(v âàûc tênh täüc âäü ) câäüng cå âiãûn mäüt
chiãưu kêch tỉì song song.
IV.1.2.1.Ngun l âiãưu chènh.
Khi thay âäøi w tè lãû nghëch våïi tỉì thäng θ , cn âong âiãûn ngàõn mảch
khäng âäøi (Ι nm = const ) .Phỉång phạp ny âãø tàng täúc âäü.
Âãø thay âäøi θ ta thay âäøi biãún tråí hồûc thay âäøi gọc måí α .

Trang 13


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

ω=

U âm
ræ
Μ
−

* Μ = ω0x −
2
k * θ x (k * θ x )


Phổồng trỗnh õỷc tờnh cồ :
W0 X tyớ lóỷ nghởch vồùi nón khi giaớm thỗ x tàng.
0
Âäü cæng âàc tênh cå :
2
(k * θ ) x
βθ =
rổ
Khi caỡng giaớm thỗ õọỹ cổùng caỡng giaớm vaỡ sủt täúc cng låïn.Trong
thỉûc tãú ta âiãưu chènh trong phảm vi taới tổỡ (0-2)Mõm nón khi giaớm thỗ
0
tng nhiãưu hån so våïi pháưn tàng ca sủt täúc, do âọ kãút qu täúc âäü âäüng
cå tàng.Cn åí vng phủ taới lồùn thỗ õọỹ suỷt tọỳc tng nhanh hồn täúc âäü
tàng cuía ω nãn kãút quaí giaím khi θ gim.
0
IV.1.2.2. ạnh giạ cạc chè tiãu.
∆Μ
s% βθ * ω0

Sai säú tọỳc õọỹ :
Khi giaớm caỡng lồùn thỗ sai sọỳ tọỳc âäü cng låïn nãn âäü cỉïng âỉåìng âàûc
tênh cå cng däúc .
Âäü tinh âiãưu chènh ϕ :
Thỉûc hiãûn åí mảch cäng sút låïn ,nh do âọ âiãưu chènh tinh v vä cáúp
v cọ kh nàng thnh láûp hãû tỉû âäüng hoạ äøn diënh täúc âäü.

Phảm vi âiãưu chènh D :
Wmax bë giọi hản båíi cå khê : ω =(1.5 ÷ 2)* ω .
max
âm
Wmin = ωâm → D ≤ 2
Âäúi våïi õọỹng cồ coù gia tọỳc dỷc bióỷt thỗ tọỳc õọỹ gáúp âãún (5 ÷ 6) láưn nãn
phảm vi âiãưu chènh bàịng (5 ÷ 6) láưn.
Måmen cho phẹp :

Μcp = k * θx * Ι âm

U æ = k * θ x * ω + Ι æ * ræ → k * θ x =

Ta coï thãø coi :
U *Ι
P
Μ cp (ω ) = âm âm = âm
ω
ω .

Trang 14

U âm
ϖ


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền ng in chnh lu ng c in 1 chiu

W

W02
Wmax
W0

Mcp(w)

Wmin

Mõm

M

Hỗnh 1-15 : Âàûc tênh cå ca âäüng cå âiãûn mäüt chiãưu kêch tỉì song song.
IV.1.3.Phỉång phạp âiãưu chènh täúc âäü bàịng cạch thay âäøi âiãûn
ạp pháưn ỉïng :

Ul , Fl

Ub = Uổ

BB

C

CK T

Hỗnh1-16:Sồ õọử nguyón lyù õióửu chốnh tọỳc õọỹ õọỹng cå âiãûn mäüt chiãưu
bàịng cạch thay âäøi âiãûn ạp U æ .

IV.1.3.1.Nguyãn lyï âiãöu chènh..
U
ræ
ω= æ −
*Μ
k * θ (k * θ ) 2
Uæ
ω0 =
k * θ âm
ræ
∆ωâm =
* Μ âm = const
(k * θ âm ) 2
Âãø thay âäøi ta dng bäü biãún âäøi (BÂ) cọ U B , E B thay âäøi âæåüc.
k 0 b ≤ k 0bcp

Âm bo :

Pâm

Bäü biãún âäøi :
+ Dng mạy âiãûn hãû (F-Â).
+ Dng van tỉì hãû (KÂT-Â).
+ Âiãưu ạp xung (Â).

Trang 15


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền ng in chnh lu ng c in 1 chiu

W

W0

TN

W01

Eb =Uõm

W02

Eb1
Eb2

W03
Wmin

Eb3

W04
Mc

M

Mccp

Hỗnh 1-17 : Âàûc tênh cå va âàûc tênh täúc âäü ca âäüng cå âiãûn mäüt

chiãưu.
Eb = (rb + rỉ ) * Ι æ + E.
E = K * θâm * ω.

ω=

Eb
r + ræ
− b
* Ιæ .
k * θ âm k * θ âm

ω=

Eb
r +r
− b æ 2 *Μ
k * θ âm (k * θ âm )

(4.1).
Biãøu thỉïc (4.1) l phỉång trỗnh õỷc tờnh cồ cuớa bọỹ bióỳn õọứi.
(k * õm ) 2
βb =
rb + rỉ

RB ≈ Rỉ
→ βb =

1
*β

2

IV.1.3.2.Âạnh giạ cạc chè tiãu.
Hãû ny chè tiãu kinh tãú kè thût täút nháút trong cạc phỉång phạp
âiãưu chènh :
β rỉ < β b < β lm âäü cỉïng låïn nãn sai säú täúc âäü nh do âọ kh nàng
quạ ti låïn.
Phảm vi âiãöu chènh D :
Μ
ω max = ω âm = ω 0 − ∆ω = ω 0 − âm
βb
β laì âäü cỉïng ca âỉåìng âàûc tênh cå ca bäü biãún âäøi.
b

Μ âm
βb
D=
Μ
( k qt − 1) * âm
βb

ω0 −

Trang 16


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

D=

βb

βb ∗ − 1
k qt − 1

∗

: l âäü cỉïng âỉåìng âàc tênh cå trong hãû tỉång âäúi.
Phảm vi âiãưu chènh täúc âäü cn giåïi hản båíi S CP :
∗

D=

Âäü trån âiãưu chènh ϕ :

( βb −1) * s cp
k qt −1

Ta âiãưu khiãøn âiãûn ạp ra ca mảch biãún âäøi nãn thỉûc hiãûn âiãưu
khiãøn åí mảch cäng sút nh nhỉ mảch âiãưu khiãøn.
Μcp = k * θ âm * Ι ỉ Ι =Ι = Μâm
Momen cho phẹp :
Âiãưu chènh triãût âãø, hỉåïng âiãưu chènh l bàịng täúc âäü âënh mỉïc .
Cọ tênh kinh tãú kè thuáût cao,täøn tháút cäng suáút nhoí màûc d väún
âáưu tỉ cọ thãm bäü biãún âäøi.
Khi phäúi håüp âiãưu chènh täúc âäü bàngg cạch thay âäøi âiãûn ạp v
âiãưu chènh θx :
D= Dθ * Du

Nãúu dng maỷch tổỷ õọỹng ọứn õởnh hoaù thỗ phaỷm vi õióửu chènh D =
300 ÷1000.
ỉ

Trang 17

ỉâm


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

PHÁÖN II:
TÄØNG QUAN Vệ CHẩNH LặU TIRISTOR HầNH TIA BA PHA.THIT K
S ÂÄƯ NGUN L HÃÛ THÄÚNG T-Â TRÃN.
CHỈÅNG I:
GIÅÏI THIÃÛU VÃƯ Bĩ CHẩNH LặU BA PHA HầNH TIA DUèNG TIRISTO
I.Giồùi thióỷu vãư tiristor.
I.1.Khại niãûm:
Tỉì tiristor l do hai tỉì thyraton transistor ghẹp lải.Tiristor do nhọm
ké sỉ hng Bell Telephone phạt minh sạng chãú vo nàm 1956.Hiãûn nay tiristor
cọ thãø lm viãûc dỉåïi âiãûn ạp hng kilävän v chëu âỉåüc dng âiãûn cåỵ
kiläampe.
I.2. Cáúu trục .
Tiristor l mäüt thiãút bë gäưm 4 låïp baïn dáùn : P , Ν , Ρ , Ν2 tảo thnh
1
1
2
J 1 , J 2 , J 3 lÌ cạc

våïi A :Anäút; K :Katäút ; G : cỉûc õióử khióứn ;
mỷt gheùp.

A

P1
N1
G
(cổ õióử khióứ)
c
ỷ
u
n

P2
N2

J1
J2

caù mỷgheù
c
t
p

J3
G
K

Hỗnh 2-1 :Cỏỳu taỷo ca Tiristor.

I.3. Cạc thäng säú cå bn ca tiristor.
1.Âiãûn ạp thûn cỉûc âải ( U th max ) l âiãûn ạp låïn nháút cọ thãø âàût
láu di lãn tiristor
theo chiãưu thûn m tiristor váùn åí trảng thại khoạ.N ãúu vỉåüt quạ giạ trë
ny cọ thãø lm hng tiristor.
2.Âiãûn ạp ngỉåüc cỉûc âải( U ng max ) l âiãûn ạp ngỉåüc låïn nháút cọ
thãø âàût lãn tiristor
Theo chiãưu ngỉåüc m tiristor khäng bë hng.Våïi giạ trë ny dng âiãûn
cho phẹp qua
Tiristor khong( 10 ÷ 20) mA ,khi âọ khäng phi gim dng Ιâk .
3.Âiãûn ạp âënh mỉïc (m) l âiãûn ạp cho phẹp âàût láu di lãn tiristor
2
3

theo chiãưu thûn v ngỉåüc thỉåìng U = U max .
4.Âiãûn ạp råi trãn tiristor AU l âiãûn ạp trãn tiristor khi tirist måí.Thỉåìng

AU = (0.5 ÷1)V

5. Âiãûn ạp chuøn trảng thại (Uch) l âiãûn ạp chuøn trảng thại cho
tiristor, tỉì trảng thại âọng sang trảng thại måí m khäng cáưn Ιkâ .
6. Dng v ạp âiãưu khiãøn ( U âk , Ιâk ) l dng v ạp nh nháút âàût lãn
cỉûc âiãưu khiãøn âm bo cho tiristor måí.
7.Dng âënh mỉïc ( Ιâm ) laỡ dong coù giaù trở trung bỗnh lồùn nhỏỳt cho phẹp
chy qua tiristor.

Trang 18


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

8.Thåìi gian måí tiristor (t m ) l thåìi gian tênh tỉì sỉåìn trỉåïc xung âiãưu
khiãøn âãún khi
I = 0.9Ιâm .
9.Thåìi gian khoạ tiristor l khong thåìi gian tênh tỉì thåìi âiãøm t = 0 âãún
thåìi âiãøm xút hiãûn âiãûn ạp thûn trãn tiristor khäng chuøn trảng thại måí
(cn gi l thåìi gian phủc häưi tênh cháút cạch âiãûn ca tiristor).
10.Täúc âä tàng âiãûn ạp thûn cho phẹp

du
l giạ trë låïn nháút ca
dt

täúc âäü tàng âiãûn ạp trãn Anäút m khäng cáưn chuøn trảng thại tỉì khoạ
sang måí.
11.Täúc âäü tàng dng âiãûn thûn cho phẹp (

di
) l giạ trë låïn nháút
dt

ca giạ trở tng doỡng õióỷn trong quaù trỗnh mồớ cuớa tiristor m khäng gáy nọng.
II.Cạc phỉång phạp âiãưu khiãøn tiristor.
Viãûc âiãưu khiãøn âọng måí tiristor cọ thãø âỉåüc thỉûc hiãûn bàịng
nhiãưu phỉång phạp khạc nhau.
II.1.Phỉång phạp âiãưu khiãøn theo biãn âäü..
Cå såí ca phỉång phạp ny l quy âënh sỉû phủ thüc ca âiãûn ạp
chuøn mảcg tiristor våïi dng âiãưu khiãøn : U bâ = f (Ι âk ) .

Khi doìng diie khiãøn cng nàịm thàóng nh ,thåìi âiãøm chuøn mảch
ca tiristor lm viãûc våïi âiãûn ạp xoay chiãưu phủ thüc khọng nhổợng bión
õọỹ chu kỗ dổồng cuớa nguọửn cungcỏỳp ,maỡ cn phủ thüc vo âäü låïn ca
dng âiãưu khiãøn.
Gọc måí låïn nháút ca tiristor åí diiã kiãûn : U α = U max v dng âiãưu khiãøn
âënh mỉïc.Khi αmin = 90 vồùi vióỷc tng doỡng õióửu khióứn thỗ bión âäü âiãûn ạp
pha måí v gọc pha s gim.
Phỉång phạp pha bión õọỹ hióỷn nay ờt duỡng vỗ coa nhổợng nhỉåüc âiãøm:
+ Quạn tênh låïn
+ Thåìi gian måí khäng r rng.
+ Thåìi gian cọ sỉû phán tạn âàûc tênh låïn U bâ = f (Ι âk ) cn phảm vi
âiãưu khiãøn gọc pha låïn nháút l 90  .Tuy nhiãn nhåì viãc sỉí dủng cạc så âäư
phỉïc tảp , cạc pháưn tỉí gọc pha cọ thãø > 90  .
Tênh ọứn õởnh cuớa phổồng phaùp naỡy khọng cao vỗ thồỡi gian måí ca tiristor
phủ thüc vo giạ trë nh nháút ca dng âiãưu khiãøn.
II.2.Phỉång phạp âiãưu khiãøn pha xung.
Viãûc âiãưu khiãøn pha xung thỉc cháút l : cỉûc âiãưu khiãøn caùc van
õổồỹc õỷt caùc xung mọỹt caùch coù chu kỗ våïi táưn säú bàịng táưn säú âiãûn ạp
Anäút.Hãû thäúng âiãưu khiãøn pha xung gäưm hai thnh pháưn:
+ Thiãút bë chuøn dëch
+ Bäü phaït xung.

Trang 19


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền ng in chnh lu ng c in 1 chiu

A

1
Tiristor

2

4

3

5

G

6

K

Hỗnh 2-2: Så âäư khäúi ca ngun tàõc âiãưu khiãøn pha xung.
Trong âọ:
1:Thiãút bi dëch pha
2:Bäü khúch âải så bäü
3:Bäü tảo xung
4:Khúch âải cäng sút
5:Mảch âáưu ra
6:Ngưn ạp khoạ
Trong hãû thäúng âiãưu khiãøn bàịng bạn dáùn khạc våïi hãû thäúng âiãưu
khiãøn khạc (nhỉ hãû thäúng âiãưu khiãøn âiãûn tỉì) l: thiãút bë dëch pha khäng
phi l ngưn cung cáúp cho mạy phạt xung. Så âäư khäúi ca phỉång phạp
âiãưu khiãøn pha xung nhổ hỗnh 2-2.

II.2.1.Nguyón từc õióửu khióứn theo chióửu õổùng.
Laỡ vióỷc phạt xung âiãưu khiãøn dỉûa trãn cå såí so sạnh pháưn tỉí phi
tuún mäüt âải lỉåüng xoay chiãưu m ta goỹi laỡ õioóỷn aùp tổỷa coù daỷng
chuỏứn hỗnh sin, hoỷc ràng cỉa våïi âiãûn ạp mäüt chiãưu tải âiãøm m hai
õióỷn aùp bũng nhau thỗ hióỷu sọỳ cuớa chuùng seớ âäøi dáúu, lục âọ trãn pháưn
tỉí phi tuún s phạt ra xung âiãưukhiãøn, pha ca xung âiãưu khiãøn cọ thãø
thay âäøi âỉåüc bàịng cạch âäøi tên hiãûu âiãưu khiãøn.Thänh thỉåìng pháưn tỉí
phi tuiún sỉí dủng transistor.

A

Tiristor

1

3

4

G

2

K

Trang 20


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền ng in chnh lu ng c in 1 chiu

Hỗnh 2-3 : Så âäư khäúi ca ngun tàõc âiãưu khiãøn theo chiãu âỉïng.
Trong âọ:
1 : Khäúi tảo âiãûn ạp tỉûa
2 : Thiãút bë âáưu vo
3 : Thiãút bë so sạnh
4 : Thiãút bë tảo xung
II.2.2.Ngun tàõc âiãưu khiãín theo khúch âải mổùc soùng.

A

Tiri stor

1

3

4

G

K

Hỗnh 2-4 : Sồ õọử khọỳi cuớa nguyón tàõc âiãưu khiãøn theo khúch âải
mỉïc sọng.
Trong ngun tàõc ny dng hai âiãûn ạp:
Âiãûn ạp tỉûa U 1 l mäüt âiãûn ạp dảng cosin (vỉåüt trỉåïc âiãûn ạp
anäút -katäút tiristor mäüt gọc

Π
).
2

Âiãûn ạp âiãưu khiãøn U c l âiãûn ạp mäüt chiãưu , cọ thãø âiãưu chènh
âỉåüc biãn âäü theo hai hổồùng( ỏm vaỡ dổồng)
Trón hỗnh veợ õổồỡng neùt õổùt l âiãûn ạp âäưng bäü våïi âiãûn ạp anäút
-katäút .tiristor.Tỉì âiãûn ạp âäưng bäü nay ngỉåìi ta tảo ra âiãûn ạp tỉûa.
Bàịng cạch lm biãún âäøi U c ngỉåìi ta âiãưu chènh gọc α .

U ≤ U c ≤ ±U c max

U r ≈ U c max * cos ω t.
Khi U r + U c = 0 ngỉåìi ta nháûn âỉåüc mäüt pha xung åí âu ra ca kháu so
saïnh.
U c + U c max * cos α = 0

α = ar cos s(
Do âoï :

−U c
)
U c max

Π
2
U c < 0 thỗ 0
U c > 0 thỗ
U
Nhổ vỏỷy , khi cho Uc bióỳn âäøi tỉì - U c max ÷ + c max thỗ = 0 ữ .

Khi :

U c = 0 thỗ =

II.2.3. Nguyón từc õióửu khióứn theo goùc taỡ.
Nguyón tàõc ny sỉí dủng trãn cå såí sỉí dủng UJT .Låüi dủng âiãưu
kiãûn tỉû dao âäüng ca UJT âãø tảo âiãûn ạp ràng cỉa khäúng chãú gọc måí
ca tiristor.

Trang 21


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

U

Ur2
Ur1

Uc = Uõm

0
Xung

Hỗnh 2-5 : Nguyón từc õióửu khióứn theo goùc taỡ.
Trón hỗnh veợ coù:
ióỷn aùp tổỷa , kờ hióỷu Ur coù daỷng hỗnh rng cổa õọửng pha õióỷn aùp

õỷt len anọỳt- katäút ca tiristor.
Âiãûn ạp Uc l âiãûn ạp âiãưu khiãøn ,l âiãûn ạp mäüt chiãưu cọ thãø
âiãưu chènh âỉåüc biãn âäü.
Nhåì cọ âiãưu khiãøn tỉû dao âäüng ca UJT tảo âỉåüc âiãûn ạp ràng
cỉa ,Ur khạc nhau cọ gọc α måí ca tiristor khạc nhau :
Uc = 0 → α = 0

Uc > 0 → α > 0
Khi :
II.2.4. Nguyãn tàõc âiãưu khiãøn theo chiãưu ngang .
Khi åí âu vo cọ âiãûn ạp U âk ,dỉûa vo bäü dëch pha kióứu cỏửu coù
dỏỳu ra vaỡ tờn hióỷu hỗnh sin,pha thay õọứi theo U õk .

A

Tiristor
5

1

2

3

4

K

Hỗnh 2-6 : Sồ õọử khọỳi ca ngun tàõc âiãưu khiãøn theo chiãưu ngang.
Trong âọ :

1 : khäúi âáưu vo
2 : bäü dëch pha kiãøu cáưu
3 : thiãút bë so saïnh
4 : bäü phat xung
5 : bäü tảo âiãûn ạp âäưng bäü
III.Chỉnh lỉu tiristor ba pha hình tia.
Dùng tiristor chỉnh lưu nguồn điện xoay chiều ba pha thành nguồn điện một chiều để cung

Trang 22


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

cấp cho động cơ điện mmột chiều gọi là chỉnh lưu có điều khiển : ta dùng sơ đồ tia ba pha.
III.1.Sơ đồ tia ba pha khi khơng có hiện tượng trùng dẫn.
Trong mạch tải có điện cảm L nên id là dịng điện liên tục id = i góc mở α được tính từ
giao điểm hai điện áp pha (phần giá trị dương).
v a = 2 * V2 * sin θ
2Π
)
3
4Π
v c = 2 * V2 * sin(θ −
)
3
vb = 2 * V2 * sin(θ −

Ta có :

Ud =

3
*
2Π

5Π
+α
6

∫V

2

* sin θ * d =


+
6

3 6
* V2 * cos
2

T3

Vc

N

T2

Vb

M
T1

Va

Id

Ud

R

E

L

Hỗnh 2-7 : Sồ õọử chốnh lổu hỗnh tia ba pha khi khọng cọ trng dáùn.
u
α
ud

Vb

π

iT3

φ

Va

Vc

id

2π

iT1

iT2
φ
π

2π

Hình2.8 : Đồ thị dạng sóng điện áp và dịng điện khi khơng có trùng dẫn

Trang 23


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

II.2. Sơ đồ hình tia ba pha khi có hiện tượng trùng dn.

Ea

Le
T1

Eb

N

Le

Ec

T2

Le

R

E

T3

i1

i2

i3

M

L

Hỗnh 2-9 : Sồ õọử chốnh lổu hỗnh tia ba pha khi cọ trng dáùn.

Gỉa sử T1 đang dẫn dịng điện it1 khi θ = θ 2 cho xung điề khiển mở T2 , khi đó cả hai
tiristor đều mở làm cho dòng chạy làm ngắn mạch hai nguồn ea và eb .
Điện áp ngắn mạch :
Ta chuyển toạ độ “

θ" sang “ θ2 " .

5Π
+ α)
6
Π
eb = 2 * V2 * sin(θ + + α )
6
ec = ea − eb = 6 * V2 * sin(θ + α )
e a = 2 * V2 * sin(θ +

Dòng điện ngắn mạch được xác định bởi phương trình :
di
6 * V2 * sin(θ + α ) = 2 * X c * c
dθ
ic =

6 * V2
* [ cos α − cos(θ + α )]
2* Xc

Do đó :
Gỉa thiết q trình chuyển mạch kết thúc khi θ = θ3 và gọi µ = θ3 − θ2 là góc trùng dẫn.
Khi :

Trang 24


Bài thi cuối khoá

Thiết kế, lắp ráp hệ thống truyền động điện chỉnh lưu động cơ điện 1 chiều

θ = µ ; it1 = 0; ic = it 2 = I d
⇒ cos α − cos( µ + α ) =

2* X c * Id
6 * V2

Hình dạng cuả điện áp tải U d trong giai đoạn trùng dẫn .
U d được xác định bưởi phương trình :

e

dit1
= d
U
dt
dit 2
*
= d

U
dt
= d =
I
const

− e *
L

eb − e
L
it1 +t 2
i

e a + eb
2
Do đó :
Trong giai đoạn trùng dẫn, điện áp tải Ud nhỏ hơn so với trường hợp lý tưởng. Trị trung bình
U
của điện áp tải bị hụt đi một lượng ∆ µ
µ
e + eb
3* X e * Id
3
∆Uµ =
* ∫ ( eb − a
) * dθ =
2Π 0
2
2*Π

Như vậy, trường hợp Le ≠ 0 trị trung bình của điện áp tải sẻ là:
3* X e * Id
'
Ud = Ud −
2*Π
3 * 6 * V2
Ud =
* cos α
2Π
Trong đó :
III.3.Nguyãn lyù laỡm vióỷc cuớa chốnh lổu hỗnh tia ba pha cọ âiãưu khiãøn.
Ud =

Trang 25