Tài liệu Đề tài "thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện " ppt

Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

Như vậy ở đặc tính hãm ngược sức điện động tác dụng cùng chiều với điện áp
lưới. Động cơ làm việc như một máy phát nối tiếp với lưới điện biến điện năng nhận
từ lưới và cơ năng trên trục thành nhiệt năng đốt nóng điện trở tổng của mạch phần
ứng vì vậy tổn thất năng lượng lớn.
Vì sơ đồ nối dây củađộng co không thay đổi, nên phương trình đặc tính cơ là
phương trình đặc tính biến trở.
ω
φφ
=−
+U
K
RR
K
M
dm
dm
uf
dm
()
.
2

Nhận xét:
Khi hãm ngược ta vẫn sử dụng điện lưới do đó không thực hiện được khi sự cố
mất điện.
b. Đảo chiều điện áp phần ứng
Hình 21. Đặc tính hãm ngược khi đảo cực
tính điện áp đặt vào phần ứng của động cơ.
Qua đồ thị đặc tính cơ (hình 21) ta có

nhận xét : với kiểu hãm này với nhược
điểm giống như trường hợp hãm trên nó
còn có thêm nhược điểm nữa là phải thêm
thiết bị cắt điện vào đúng thời điểm tốc độ
động cơ bằng không (ω=0) nếu không
động cơ (M
đc
>M
c
) sẽ quay ngược lại.
3. Hãm động năng
Hãm động năng là trạng thái động cơ
làm việc như một máy phát mà năng lượng
cơ học các động cơ đã tích luỹ được trong
quá trình làm việc trước đó biến thành điện
năng tiêu tán trong mạch hãm dưới dạng
nhiệt.


Hình 22. Sơ đồ hãm động năng kích tự độc
lập
a. Hãm động năng kích từ độc lập
Ta cắt phần ứng động cơ khỏi lưới
điện một chiều và đóng vào một điển trở
hãm nhưng còn mạch kích từ vẫn nối với
nguồn như cũ (hình 22).
Nhận xét: phương pháp hãm này có
nhược điểm là mất điện lưới thì không thực
hiện được quá trình hãm và động cơ quay
và dừng tự do.

25
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

b. Hãm động năng kích từ kích
Nó khắc phục nhược điểm trên của hãm động năng tự kích độc lập. Thật vậy
hãm động năng tự kích xảy ra khi động cơ đang quay ta cắt cả phần ứng lẫn cuộn
kích thích ra khỏi lưới điện để đóng vào một điện trở hãm (hình 23).

Hình 23. Sơ đồ hãm động năng tự kích của động cơ một chiều kích từ
độc lập. a) Sơ đồ nguyên lý b) Đặc tính hãm

Theo sơ đồ nguyên lý ta có:
I
ư
=I
n
+I
kt
I
u
=−
E
R+
R.R
R+R
u
kt n
kt n

Và
ω
φ
=−
+
+
R
RR
RR
K
M
u
kt h
kt h
.
()
.
2

Nhận xét:
So với phương pháp hãm ngược, hãm động năng có hiệu quả kém hơn khi
chúng có cùng tốc độ ban đầu và cùng mômen cản. Tuy nhiên hãm động năng ưu việt
hơn về mặt năng lượng đặc biệt là hãm động năng tự kích ví không tiêu thụ năng
lượng từ lưới nên phương pháp hãm này có khả năng hãm khi có sự cố mất điện lưới.
Kết luận:
Qua các bước phân tích cùng với nhận xét ở trên em chọn phương pháp hãm
động năng kích từ độc lập vì nó phù hợp yêu cầu kinh tế kỹ thuật và công nghệ của
máy mài.

26

Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

VII. MẠCH ĐIỀU KHIỂN SƠ ĐỘ CHỈNH LƯU
Như đã biết, để các van của bộ chỉnh lưu có thể mở tại các thời điểm mong
muốn thì ngoài điều kiện tại thời điểm đó trên van phải có điện áp thuận thì trên cực
điều khiển và katot của van phải có một điện áp điều khiển (mà ta thường gọi là tín
hiệu điều khiển). Để có hệ thống các tín hiệu điều chỉnh xuất hiện đúng theo yêu cầu
mở van đã nêu người ta phải sử dụng một mạch điện tạo ra các tín hiệu đó. Mạch điện
dùng để tạo ra các tín hiệu điều khiển gọi là mạch điều khiển hay còn gọi là hệ thống
điều khiển bộ chỉnh lưu. Điện áp điều khiển các Thiristor phải đáp ứng được các yêu
cầu cần thiết về công suất, biên độ cũng như thời gian tồn tại. Các thông số cần thiết
của tín hiệu điều khiển được cho sẵn trong các tài liệu tra cứu về van. do đặc điểm
của Thyristor là khi van đã mở thì việc còn tín hiệu nữa hay không không ảnh hưởng
đến dòng qua van. Vì vậy để hạn chế công suất của mạch phát tín hiệu điều khiển và
giảm tổn thất trên vùng điện cực điều khiển người ta thường chế tạo ra các tín hiệu
điều khiển Thyristor có dạng xung sao cho đủ thời gian cần thiết (với một độ dư trễ
nhất định) để mở van với mọi loại phụ tải có thể có khi sơ đồ làm việc. Thông
thường độ dài xung nằm trong khoảng giới hạn từ 200ms-600ms.
Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang sử dụng có thể
phân làm 2 nhóm:
-Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ gồm:
*Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc pha đứng.
*Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc pha ngang.
*Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng điốt 2 cực gốc (tranzitor một tiếp giáp)
-Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ gồm: Các hệ thống điều khiển
này tương đối phức tạo và ở đây ta không xét.
Với công nghệ yêu cầu của máy mài nên đồ án này chúng em sử dụng hệ thống
hiều khiển theo nguyên tắc khống chế pha đứng. Khi nghiên cứu các mạch phát xung
theo nguyên tắc pha đứng người ta thấy có thể phân chia các mạch điện hệ thống ra
làm 3 khối chức năng khác nhau như sơ đồ hình 24. Trong đó bao gồm:

Hình 24. Sơ đồ khối của bộ điều khiển
-u1 :là điện áp lưới (nguồn) xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
-urc: điện áp tựa thường có dạng hình răng cưa lấy từ đầu ra khối ĐBH-PSRC .
-uđk:điện áp điều khiển đây là điện áp một chiều được đưa từ ngoài vào dùng để
điều khiển giá trị góc a.

27
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

-uđkt: điện áp điều khiển tiristor là chuỗi các xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ
thống điều khiển (cũng là đầu ra của khối tạo xung) và được truyền đến điện cực điều
khiển (G) và katôt (K) của các tiristor.
Nguyên lý cơ bản hệ thống điều khiển theo nguyên tắc pha đứng có thể tóm tắt
như sau:
Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch động lực bộ chỉnh lưu được đưa đến mạch
đồng bộ hoá của khối 1 và trên đầu ra của mạch đồng bộ ta có các điện áp thường có
dạng hình sin với tần số bằng tần số điện áp nguồn cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu và
trùng pha hoặc lệch một góc pha xác định so với điện áp nguồn. Điện áp này được
gọi là điện áp đồng bộ và kí hiệu là Uđb. Các điện áp đồng bộ được đưa vào mạch
phát điện áp răng cưa để khống chế sự làm việc của mạch điện này, kết quả là trên
đầu ra mạch phát điện áp răng cưa ta có một hệ thống các điện áp răng cưa Urc. Điện
áp răng cưa được đưa vào đầu vào khối so sánh và ở đó còn có một tín hiệu khác nữa
là điện áp điều chỉnh một chiều điều chỉnh được và được đưa từ nguồn ngoài vào, 2
tín hiệu này được mắc với cực tính sao cho tác động của chúng lên mạch vào khối so
sánh là ngược chiều nhau. Khối so sánh làm nhiệm vụ so sánh 2 tín hiệu này tại thời
điểm 2 tín hiệu này có giá trị tuyệt đối bằng nhau thì đầu ra khối so sánh sẽ thay đổi
trạng thái. Như vậy khối so sánh là một mạch điện hoạt động theo nguyên tắc biến
đổi tương tự-số. Do tín hiệu ra của của mạch so sánh là dạng tín hiệu số nên chỉ có 2
giá trị có hoặc không. Trong một số trường hợp thì xung ra từ khối so sánh được đưa

đến điện cực điều chỉnh của tiristor, nhưng trong đa số trường hợp thì tín hiệu điều
khiển chưa đủ các yêu cầu cần thiết đối với tín hiệu điều khiển tiristor. Để có tín hiệu
đủ yêu cầu người ta thực hiện việc khuyếch đại, thay đổi lại hình dạng của
xung.v.v..Các nhiệm vụ này được thực hiện bởi một mạch điện gọi là mạch tao xung
ta có chuỗi xung điều khiển (udkh) có đủ các thông số yêu cầu về công suất, độ dài,
độ dốc mặt đầu của xung .v.v.., nhưng thời điểm bắt đầu xuất hiện các xung thì hoàn
toàn trùng nhau với thời điểm xuất hiện xung trên đầu ra khối so sánh. Vậy thời điểm
xuất hiện của tín hiệu điều khiển trên điện cực điều khiển katốt của tiristor chính cũng
là thời điểm xuất hiện xung đầu vào khối so sánh, tức là khối so sánh đóng vai trò xác
định giá trị góc điều khiển xung. Vậy giá trị điện áp điều khiển uđkh ta điều khiển
được giá trị góc điều khiển.
Sau đây ta sẽ xét chi tiết các phần mạch điều khiển của hệ thống điều khiển. Ta
giả thiết là hệ thống điều khiển có những kênh chỉ cần xét một kênh còn lại tương tự.
Với sơ đồ cầu một pha bán điều khiển chỉ có 2 tiristor, để đảm bảo cho van có
thể mở tốt ta chọn t
x
=(50÷100μs) với thời điểm xuất hiện 2 xung này lệch nhau 100
o

điện và hình dạng 2 xung ở 2 kênh này là hoàn toàn như nhau.
1.Khâu tạo điện áp răng cưa đồng pha (KĐF):

28
Đề tài thiết kế môn học cơ sở truyền động đện điện

khối này có nhiệm vụ tạo ra điện áp đồng bộ với điện áp nguồn cung cấp cho bộ
chỉnh lưu .Tín hiệu đầu ra của khối đồng bộ hoá và phát xung răng cưa có dạng răng
cưa.
2. Khâu so sánh (SS)
Nhiệm vụ của khối so sánh là định thời điểm phát xung bằng cách so sánh hai

tín hiệu, tín hiệu điện áp một chiều U
ĐK
và tín hiệu điện áp răng cưa, khi hai tín hiệu
này bằng nhau thì ở đầu ra của khâu so sánh phát ra một xung điều khiển .
3. Khâu tạo xung
Chức năng của klhối này là vừa tạo ra xung có đủ độ rộng, vừa phải khuếch đại
cho xung có đủ độ rộng yêu cầu của đối tượng điều khiển .
Để thực hiện các chức năng này ta sử dụng vi mạch TCA-780, vi mạch này thực
hiện được 4 chức năng của một mạch tạo xung điều khiển :
+ Đồng bộ hoá .
+ Tạo điện áp răng cưa.
+ So sánh .
+ Phân chia xung.
Vi mạch TCA-780 do hãng Simens của Đức sản xuất có các thông số cơ bản
như sau :
-Có thể điều chỉnh góc α từ 0
0
đến 180
0
điện.
-Điện áp nuôi : U
SS
= 12V.
-Dòng điện tiêu thụ : I
S
=10 mA.
-Dòng điện ra : I = 50 mA.
-Điện áp răng cưa : U
rcmax
= (U

S
- 2) V.
-Điện trở trong mạch tạo điện áp răng cưa :
R
9
= 20 K
Ω
÷
500 K
Ω

-Điện áp điều khiển : U
11
= -0,5
÷
(U
S
- 2) V.



29