Tài liệu đồ án thiết kế điện tử công suất điều khiển đóng mở van scr

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP MỤC LỤC PHẦN I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN ......................... 4 1.Tổng quan. ........................................................................................................................... 4 1.1.Mục đích – Vai trò của việc phân tích ,lựa chọn phương án truyền động điện. ........................4 1.2. Cơ sở lựa chọn phương án truyền động. ...................................................................................4 2. Chọn động cơ và các phương án điều chỉnh. ...................................................................... 4 2.1.Các loại động cơ . ......................................................................................................................4 2.2.Động cơ điện một chiều..............................................................................................................5 a.Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều .....................................................................................5 b.Cấu tạo động cơ điện một chiều ....................................................................................................5 2.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ...........................................................................................7 2.3.1 Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp .............................................................................................7 2.3.2 Động cơ 1 chiều kích từ độc lập..............................................................................................8 a. Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng .........................................................................................9 b. Thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông. ...........................................................................11 c.Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng ...................................................................................13 3.Phân tích chọn các phương án hãm,dừng động cơ. ........................................................... 15 3.1.Hãm tái sinh: ...........................................................................................................................16 3.2. Hãm ngược :............................................................................................................................17 4. Phân tích chọn bộ biến đổi ............................................................................................... 19 4.1 Bộ biến đổi máy điện. ............................................................................................................20 4.2. Bộ biến đổi điện từ ..................................................................................................................21 4.3 Bộ biến đổi chỉnh lưu không điều khiển + xung áp một chiều. ................................................21 4.4 Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: Dùng thyristor. ......................................................................22 4.5 Kết luận. .................................................................................................................................23 PHẦN II: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC ............................................. 24 1.Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng. .............................................................. 24 a. Sơ đồ động lực........................................................................................................................24 2. Sơ đồ hình cầu 3 pha điều khiển đối xứng ....................................................................... 26 a. Sơ đồ nguyên lý : ........................................................................................................................26 b. Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha đối xứng : ..................................................................26 c. Nguyên lí làm việc sơ đồ cầu 3 pha điều khiển đối xứng ...........................................................27 3. Kết luận. ........................................................................................................................... 29 PHẦN III: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN .................................... 30 1. Giới thiệu chung ............................................................................................................... 30 1.1 Hệ thống điều khiển pha đứng ...............................................................................................30 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP a.Sơ đồ khối hệ thống điều khiển theo pha đứng. ..........................................................................30 b.Nguyên lý cơ bản của hệ thống điều khiển theo nguyên tắc pha đứng .......................................32 1.2 Hệ thống điều khiển pha ngang..............................................................................................33 1.3 Hệ thống điều khiển dùng điốt 2 cực gốc ( tranzitor một tiếp giáp ). ....................................34 2.Thiết kế mạch điều khiển................................................................................................... 34 2.1.Khối đồng bộ hoá và phát sóng răng cưa (ĐBH-FSRC)..........................................................34 a. Nhiệm vụ.................................................................................................................................34 b. Sơ đồ nguyên lý: .....................................................................................................................34 c. Sơ đồ mạch . ...........................................................................................................................34 d. Nguyên lý hoạt động: .............................................................................................................35 e. Giản đồ điện áp . ....................................................................................................................36 2.2. Khối so sánh. ...........................................................................................................................36 2.3.Khối tạo xung và phân chia xung (TX - PCX). .........................................................................38 a.Mạch sửa xung. ...........................................................................................................................38 b. Mạch khuyếch đại và truyền xung . ............................................................................................39 2.4.Khối tổng hợp và khuyếch đại trung gian (KĐTG). .................................................................39 a. Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ ..........................................................................40 b. Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm dòng............................................................................41 c.Mạch tổng hợp và khuếch đại tín hiệu.........................................................................................42 1 Căn cứ chọn sơ đồ chỉnh lưu thiết kế : ............................................................................. 43 2 Phân tích các phương án thiết kế bộ chỉnh lưu. ............................................................... 43 a. Chỉnh lưu một pha . ................................................................................................................43 b. Chỉnh lưu ba pha. ...................................................................................................................44 3 Nhận xét : ......................................................................................................................... 45 PHẦN V. TÍNH CHỌN THIẾT BỊ .......................................................................................... 45 1. Đặt vấn đề . .................................................................................................................... 46 2.Tính chọn thiết bị............................................................................................................... 46 2.1 Chọn động cơ. ..........................................................................................................................46 2.2 Chọn máy biến áp động lực......................................................................................................47 a.Chọn giá trị điện áp định mức của cuộn dây thứ cấp máy biến áp cung cấp...............................47 b.Chọn các thông số khác của MBA .................................................................................... 47 2.3 Chọn van chỉnh lưu Tiristor. ....................................................................................................49 2.4. Tính chọn cuộn kháng san bằng .............................................................................................51 2.5. Tính các phần tử R-C của mạch bảo vệ quá áp cho các thyristor ..........................................53 2.6. Chọn Aptomát..........................................................................................................................53 2.7. Chọn máy phát tốc...................................................................................................................54 2.8. Chọn điện trở hãm..................................................................................................................55 2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 3. Tính chọn thiết bị mạch điều khiển .................................................................................. 55 3.1. Tính chọn Tranzitor khâu khuếch đại cuối cùng .....................................................................55 3.3. Các vi mach khuếch đại thuật toán trong mạch tích phân. .....................................................56 4. Tính chọn bộ khuếch đại trung gian ................................................................................. 57 5. Xác định hệ số khuếch đại của hệ thống .......................................................................... 60 PHẦN VI . XÂY DỰNG ĐẶC TÍNH TĨNH ........................................................................... 61 1 . Mục đích – ý nghĩa. ......................................................................................................... 61 2. Xây dựng đặc tính cơ của hệ thống. ................................................................................. 61 2.1. Xây dựng đoạn đặc tính thứ nhất. ...........................................................................................61 a.Xây dựng đường đặc tính cao nhất . ...........................................................................................62 b. Xây dựng đặc tính cơ thấp nhất: ................................................................................................65 3. Kiểm tra chất lượng tĩnh. .................................................................................................. 67 PHẦN VII: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG VÀ CHẠY TRÊN PHẦN MỀN MATLAB ............. 68 I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀN MATLAB/SIMULINK ......................................................... 68 1. Thyristor .....................................................................................................................................69 2.Khối đo dòng ...............................................................................................................................72 3.Khối Đo áp .................................................................................................................................73 4. Thư viện Sources ........................................................................................................................74 5. Thư viện Sinks ...........................................................................................................................75 6.Thư viện Signal Routing .............................................................................................................75 7.Thư viện Math Operations ..........................................................................................................75 8. Thư viện Continuous ..................................................................................................................75 9. Khối Pulse generator ..................................................................................................................76 10. Cách tạo xung α với sơ đồ hình cầu. ........................................................................................78 11. Cải tiến cách phát xung với mạch chỉnh lưu 3 pha, cầu, có điều khiển: ..................................79 III. MẠCH MÔ PHỎNG CHỈNH LƯU CẦU 3 PHA ĐIỀU KHIỂN ĐỐI XỨNG............ 81 1. Sơ đồ mạch . ...........................................................................................................................81 2. Cài đặt tham số trong mạch . ..................................................................................................83 3.Các đồ thị khi mô phỏng : ........................................................................................................90 PHẦN VII. THUYẾT MINH SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ .............................................................. 95 1- Nguyên lý khởi động. ....................................................................................................... 95 2. Nguyên lý điều chỉnh tốc độ . ........................................................................................... 96 3- Nguyên lý ổn định tốc độ. ................................................................................................ 96 4. Nguyên lý tự động hạn chế phụ tải ................................................................................... 96 5. Nguyên lý hãm dừng hệ thống. ........................................................................................ 97 3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHẦN I: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 1.Tổng quan. 1.1.Mục đích – Vai trò của việc phân tích ,lựa chọn phương án truyền động điện. Việc lựa chọn phương án truyền động điện có vai trò rất quan trọng . Nó quyết định đến chất lượng sản phẩm cũng như ảnh hưởng tới hiệu quả kinh tế sản suất : - Khi lựa chọn đóng chóng ta có thể tăng năng suất làm việc , hạn chế những hành trình dư thừa ,nâng cao hiệu quả kinh tế . -Việc lựa chọn lựa chọn không hợp lý không những gây ra những tổn thất về kinh tế mà có thể còn gây ra những hậu quả khó lường . 1.2. Cơ sở lựa chọn phương án truyền động. Để có được phương án lựa chọn truyền động tốt nhất ta cần căn cứ vào đặc điểm công nghệ của nó ,căn cứ vào chỉ tiêu chất lượng để chọn phương án. Mỗi phương án đều có ưu và nhược điểm riêng ,khi lựa chọn cần đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỷ thuật cũng như về mặt kinh tế ,trong đó cần chó trọng đảm bảo chi tiêu về mặt kỷ thuật. Thường thì để đảm bảo tốt chỉ tiêu về mặt kỷ thuật thì kèm theo chỉ tiêu về kinh tế . Do vậy ,tùy thuộc vào yêu cầu chất lượng và độ chính xác của sản phẩm ta chọn phương án truyền động thỏa mạn các tiêu chí về kinh tế và kỹ thuật . 2. Chọn động cơ và các phương án điều chỉnh. 2.1.Các loại động cơ . Trong công nghiệp có 2 loại động cơ thường được sử dụng : - Động cơ xoay chiều :  Động cơ không đồng bộ ( Động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc và động cơ không đồng bộ rô to dây quấn).  Động cơ đồng bộ. 4 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP -Động cơ điện một chiều :  Động cơ một chiều kích từ độc lập.  Động cơ một chiều kích từ nối tiếp.  Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp. Mỗi loại động cơ có các đặc điểm cấu tạo, vận hành và ứng dụng riêng dựa vào yêu cầu thiết kế được giao, em nghiên cứu và phân tích để lựa chọn phương án truyền động điều khiển động cơ một chiều và các phương án điều chỉnh tốc độ kèm theo. 2.2.Động cơ điện một chiều a.Giới thiệu chung về động cơ điện 1 chiều Như ta đã biết máy phát điện một chiều có thể dùng làm máy phát điện hoặc động cơ điện. Động cơ điện một chiều là thiết bị quay biến đổi điện năng thành cơ năng. Nguyên lý làm việc dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ. Động cơ điện một chiều được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp và giao thông vận tải. b.Cấu tạo động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều gồm có 2 phần : Phần tĩnh (stator) và phần động (rôtor) Hình 1: Động cơ điện một chiều 5 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Gồm các phần chính sau: - Cực từ chính: Cực từ chính là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện. Cực từ được gắn chặt vào vỏ nhờ các bulông. Dây quấn kích từ được quấn bằng dây đồng bọc cách điện. - Cực từ phụ: Cực từ phụ đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều - Gông từ: Dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ đồng thời làm vỏ máy. - Các bộ phận khác: o Nắp máy. o Cơ cấu chổi than.  Lõi sắt phần ứng: Lõi sắt phần ứng dùng để dẫn từ. thông thường dùng những lá thép kỹ thuật điện dày 0,5 mm phủ cách điện ở hai đầu rồi ép chặt lại. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào  Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng là phần sinh ra s.đ.đ và có dòng điện chạy qua. Thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.Trong máy điện nhỏ thường dùng dây có tiết diện tròn, trong máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện hình chữ nhật. Dây quấn được cách điện với rãnh của lõi thép.  Cổ góp: Cổ góp hay còn gọi là vành góp hay vành đổi chiều dùng để đổi chiều dòng điện xoay chiều thành một chiều. cỏ góp gồm có nhiều phiến đồng hình đuôi nhạn cách điện với nhau bằng lớp mica dày 0,4 đến 1,2 mm và hợp thành một hình trụ tròn. Đuôi vành góp có cao hơn lên một ít để để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn vào các phiến góp được dễ dàng.  Các bộ phận khác: - Cánh quạt: Dùng để quạt gió làm nguội máy. - Trục máy: Trên đó đặt lõi sắt phần ứng, cổ góp, cánh quạt và ổ bi. Trục máy thường làm bằng thép Cacbon tốt. 6 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 2.3 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ. Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu ta cần đưa ra nhiều phương án khác nhau, rồi sau đó so sánh các phương án trên phương diện kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu. Đây là động cơ sử dụng năng lượng điện 1 chiều bao gồm: -Động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập. -Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp. - Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp. Với động cơ 1 chiều kích từ hỗn hợp là lọai động cơ có kết cấu phức tạp,giá thành cao nên ta loại bỏ vì không phù hợp chỉ tiêu kinh tế.  2.3.1 Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp Sơ đồ nguyên lý _ + TN N. Tạo CKT 0 Đặc tính cơ M Hinh 2:Mạch động cơ một chiều kích từ nối tiếp. - Phương trình đặc tính cơ điện:  U R  KC.I KC - Phương trình đặc tính cơ :  U R  KCM KC M  KCI 2 Ta thấy loại này có cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng động cơ nên dòng kích từ chính là dòng phần ứng động cơ . Do vậy khi Iư biến đổi thì từ thông  cũng biến đổi sẽ gây ra hiện tượng từ dư (tổn thất phụ) lớn. dư = (2  10).đm 7 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Mà động cơ một chiều kích từ nối tiếp có đặc tính cơ ở dạng phi tuyến (hypecbol ), nên đặc tính cơ mềm và độ cứng lại thay đổi theo phụ tải. Động cơ một chiều kích từ nối tiếp có khả năng quá tải lớn về momen nhờ cuộn CKT mắc nối tiếp vào mạch phần cứng nên có khả năng khởi động tốt hơn động cơ một chiều kích từ độc lập.Vì vậy loại động cơ này thường được sử dụng trong hệ truyền đông yêu cầu quá tải cao và momen khởi động lớn. Mặt khác, từ thông của động cơ phụ thuộc vào dòng phần ứng nên khả năng chịu tải của động cơ bị ảnh hưởng rất lớn của điện áp lưới. Điều này gây khó khăn trong quá trình điều chỉnh và ổn định tốc độ, quá trình này chỉ có hiệu quả ở tốc độ rất thấp và hiệu quả không cao, ở tốc độ cao đạt được điều này là rất khó khăn. Dựa vào phương trình đặc tính cơ ,để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ nối tiếp ta có thể thay đổi điện áp phần ứng hoặc thay đổi điện trở phần ứng bằng cách mắc thêm điện trở phụ . Phương pháp thay đổi tốc độ động cơ băng cách thay đổi điện trở phần ứng có đặc điểm : - Vì phải thêm điện trở phụ nên phương pháp này chỉ cho tốc độ thay đổi theo chiều hướng giảm. - Muốn tốc độ càng nhỏ thì điện trở phụ càng lớn nên tổn hao tăng lên. - ở những tốc độ nhỏ đặc tính cơ dốc nhiều nên độ ổn định tốc độ rất kém. - Dải điều chính tốc độ phụ thuộc vào trị số phụ tải Mc . - Điều chỉnh có cấp. 2.3.2 Động cơ 1 chiều kích từ độc lập Do mạch kích từ nằm độc lập với mạch phần ứng nên từ thông kích từ  = const khi tải thay đổi. Phương trình đặc tính cơ:  U R U R. M  Iu   . 2 K K K   K  Vì  = const nên quan hệ (M) là quan hệ đường thẳng. 8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Độ cứng đặc tính cơ:  K   R 2  const .  0 Ð M 0 CKÐ Hinh 3. Đặc tính cơ động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Nhận xét: Đặc tính cơ có dạng đường thẳng và có độ cứng cao .khi động cơ làm việc với tốc độ không đổi thì momen điện từ bằng momen cản trên trục động cơ. Loại động cơ này cho phép quá tải lớn, dải điều chỉnh rộng và dễ điều chỉnh. Từ phương trình đặc tính cơ cho thấy loại động cơ này có thể điều chỉnh tốc độ tới 3 cách là điêù chỉnh Uư, Rf, và ik. Trong thực tế đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ như sau : - Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng - Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng - Điều chỉnh từ thông kích từ a. Thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng  Sơ đồ nguyên lý: +  - u¦  tn r f1 I¦ ® + ck § r f r f2 m 0 h 2 h 3 r f3 Hình 4: Đặc tính cơ khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng. 9 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Giả thiết : U= Uđm = const ; = đm = const ; R = Var  Phương trình đặc tính cơ: ω= U ®m R + Rf *M K Φ ®m (K Φ ®m )2  Dạng đặc tính cơ: Khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng ta có dạng đặc tính cơ như hình (H3)  Nhận xét : Từ phương trình đặc tính cơ và dạng đặc tính cơ ta thấy khi thay đổi điện trở phụ mạch phần ứng (tăng Rf) làm cho : - Đặc tính cơ mềm đi - Độ sụt tốc độ  = R  Rf (K Φ dm ) 2 .M tăng lên (K Φ dm )2 - Độ cứng đặc tính cơ  = giảm R  Rf - Mức độ phù hợp tải P = U.I = const M = K  .Iư = const Phương pháp này chỉ cho phép điều chỉnh tốc độ nhỏ hơn tốc độ cơ bản bằng cách giảm độ cứng đặc tính cơ. Nó là phương pháp điều chỉnh không triệt để ,dải điều chỉnh phụ thuộc giá trị của momen cản,độ chính xác duy trì tốc độ không cao,độ tinh chỉnh kém. - Khi điều chỉnh tốc độ xuống thấp, sai số tốc độ càng lớn và moomen ngắn mạch càng nhỏ nghĩa là độ duy trì tốc độ và khả năng quá tải kém,ngoài ra số cấp điện trở có hạn và việc điều chỉnh không trơn. - Dải điều chỉnh không rộng D = 5:1. - Phương pháp này gây tổn thất nhiều năng lượng do đó giảm hiệu suất hệ thống. 10 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP b. Thay đổi tốc độ bằng cách thay đổi từ thông.  Sơ đồ nguyên lý (H.7): Khi thay đổi từ thông kích từ động cơ một chiều kích từ độc lập chính là điều chỉnh mô men điện từ của động cơ M =K  .Iư và điều chỉnh sức điện động quay E =K  . của động cơ .Do kết cấu của máy điện nên ta thường giảm từ thông  . + Giả thiết : U = Uđm = const I¦ R = const  Phương trình đặc tính cơ ck § bb® U R ω  dm .M K Φ (K Φ)2 ¦ u ®k u h 7 Tốc độ không tải lý tưởng : ωox = r ® +  = Var - u¦ U ®m = var KΦx Hình 5 : Động cơ 1 chiều kích từ độc lập Độ cứng đặc tính cơ : ( K Φ x )2 = = var R Ở đặc tính cơ điện : Inm = U ®m = const R 11 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP  Dạng đặc tính cơ: Đặc tính cơ ( H 8 ) Đặc tính cơ điện ( H 9 )            ®m m 0 m nm2 0  ®m I I nm m nm1 m nm h 9 h 8 Hình 6:Đặc tính cơ động cơ một chiều khi thay đổi từ thông  Nhận xét: Ta thấy rằng mạch kích từ của động cơ một chiều kích từ độc lập là mạch phi tuyến cho nên hệ điều chỉnh từ thông cũng là phi tuyến .Khi giảm từ thông ở một mức độ nào đó thì tốc độ động cơ tăng lên và đồng thời phải đảm bảo điều kiện chuyển mạch cổ góp. Nhưng nếu giảm từ thông  quá nhiều vì khi giảm  do quán tính tốc độ  sẽ thay đổi chậm hơn so với từ thông  nên E = K.giảm Iư tăng lên  M = K.Iư tăng lên. Mặt khác khi  giảm quá nhiều thì Iư tăng quá lớn gây nên sụt áp trong mạch phần ứng tăng lên  công suất động cơ giảm  tốc độ giảm Như vậy khi điều chỉnh giảm từ thông  thì: (K Φ x )2 - Độ cứng đặc tính cơ giảm =  R - Vì công suất mạch kích từ nhỏ nên việc điều chỉnh là dễ dàng và tổn hao công suất ít. - Khả năng tự động hóa cao . 12 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP - Sai lệch tĩnh tăng lên - Hệ thống có dải điều chỉnh hẹp: D = 3 :1. - Khi giảm từ thông để tăng tốc độ thì điều kiện chuyển mạch cổ góp xấu đi vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì phải đồng thời giảm Iư nên momen cho phép trên trục động cơ giảm rất nhanh. - Do điện cảm lớn nên hằng số thời gian lớn , thời gian quá độ dài. - Phương pháp thay đổi từ thông phù hợp với tải Pc = U.I = const Mc = var Tuy nhiên phương pháp này lại có chỉ tiêu kinh tế cao, tổn thất năng lượng nhỏ. c.Thay đổi điện áp cấp cho mạch phần ứng  Sơ đồ nguyên lý tổng quát: I¦ rb r ¦ I¦ + u ® bb® ck § eb e S¬ ®å thay thÕ u ®k h 5 h 4 Hình 7: Mạch thay đổi điện áp phần ứng Trong đó : BBĐ : là bộ biến đổi dùng để biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều và điều chỉnh sức điện động Eb của nó theo yêu cầu Rb : là điện trở mạch phần ứng Rư : là điện trở trong của bộ biến đổi phụ thuộc vào loại thiết bị Giả thiết : U = Var    dm  const R = const 13 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP   Phương trình đặc tính cơ: ω    Eb RΣ .M K Φ dm (K Φ m )2 Với R =Rư+Rb t n e b®m e b1   Dạng đặc tính cơ : 0 Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ ta được một họ đặc e b2 e b3 m m ®m h 6 tính cơ song song với nhau như hình vẽ : Hình 8: Đặc tính cơ khi thay đổi điện áp phần ứng  Nhận xét: Khi thay đổi điện áp mạch phần ứng ta sẽ có các tốc độ không tải lý tưởng ωox = Ebx khác nhau K Φ ®m Độ cứng  = const Mức độ phù hợp tải P = U.I = var [Mc] = K  đm.Iđm= Mđm = const Dải điều chỉnh rộng D = 10:1 : 𝐃= 𝐰𝟎 𝐦𝐚𝐱 |𝛃| 𝐌𝐝𝐦 − 𝟏 𝐊 𝐪𝐭 − 𝟏 Phương pháp điều chỉnh điện áp mạch phần ứng là phương pháp triệt để kể cả khi không tải lý tưởng và điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả khi không lý tưởng , đảm bảo sai số tốc độ nhỏ, khả năng quá tải lớn,dải điều chỉnh rộng và tổn thất năng lượng ít .phương pháp này có thể điều chỉnh trơn trong hệ điều chỉnh .phần tử điều khiển nằm ở mạch điều khiển nên độ tinh điều khiển cao, thao tác nhẹ nhàng và khả năng tự động hóa cao. 14 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Khi thay đổi U độ cứng đặc tính cơ không thay đổi nên giảm sai lệch tĩnh – đặc biệt phương pháp này phù hợp với loại tải mang tính chất phản kháng và băng hằng số (Mc = const ).  Nhận xét chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ Qua những phân tích cụ thể 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ trên ta thấy mỗi phương pháp điều chỉnh đều có những ưu nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu công nghệ .Căn cứ công nghệ của đề tài ta thấy phương pháp thay đổi tốc độ bằng cách điều chỉnh điện áp mạch phần ứng động cơ có nhiều ưu điểm như: - Phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng. - Điều chỉnh trơn và điều chỉnh vô cấp - Sai lệch tĩnh nhỏ , =const trong toàn dải điều chỉnh - Dễ thực hiện tự động hoá - Mức độ phù hợp tải Mc = const Pc = var Do đó ta chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp mạch phần ứng động cơ. 3.Phân tích chọn các phương án hãm,dừng động cơ. Hãm là trạng thái động cơ sinh ra mô men quay ngược chiều với tốc độ quay của rôto .Trong tất cả các trạng thái hãm động cơ đều làm việc ở chế độ máy phát .Như ở phần trước ta đã chọn cơ một chiều kích từ độc lập đối với lọai động cơ này có 3 trạng thái hãm là : - Hãm tái sinh - Hãm ngược - Hãm động năng Sau đây ta lần lượt phân tích từng trạng thái hãm. 15 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP 3.1.Hãm tái sinh: Hãm tái sinh là trạng thái máy phát mà động cơ biến cơ năng đã tích luỹ được thành điện năng trả về lưới điện . Hãm tái sinh xẩy ra khi tốc độ của rôto lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng (>o).Khi hãm tái sinh Eư> Uư động cơ làm việc như một máy phát nối song song với lưới.So với chế độ động cơ ở chế độ hãm tái sinh dòng điện và mô men  đổi chiều được xác định theo biểu thức sau. Ul U E KΦωo  K Φω Ih  l  0 R R Ih e xl  Mh=kIh < 0 Ul I ¦ e Phương trình đặc tính cơ ở đoạn hãm tái sinh là: ω  ωo  R R I h  ωo  Mh kΦ ( kΦ) 2 0 m mc h 19 HHình 9. Đặc tính hãm tái sinh Ở trạng thái hãm tái sinh Ih - Xem thêm -