Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
MỤC LỤC Trang
  Ệ Ả 
   Ầ Ụ Ụ 
 Ầ 
  Ớ Ệ 
 Ầ 
  ƯƠ Ế Ế
 Ầ 
          Í Ầ Ử Ạ ĐỘ Ự Ạ Đ Ề Ể
 
 ươ 
         Ổ ỀĐỘ ƠĐ Ệ Ộ Ề 
 ươ !
   "   Ổ Ề Ộ Ỉ Ư !
 ươ #
      $Ổ Ề Đ Ề Ể #
 ươ %
     Ế Ế Ạ ĐỘ Ự %
 ươ 
      Ạ Đ Ề Ể Ạ Ể Ị
 ươ 
       Ư ĐỒ Ậ Ủ Đ Ề Ể 
 ươ %
      Í Ầ Ử Ạ ĐỘ Ự %
 ươ #
       Í Ầ Ử Ạ Đ Ề Ể #
  Ạ Ệ Ị#
 ươ #!
  &Ầ Ậ #!
 '' ( )' )*+,+-. /0 1ạ ỉ ư ầ đố ứ 

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
hay thép cácbon dày 0.5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong máy điện nhỏ có thể làm
bằng thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulông. Dây quấn kích từ
được quấn bằng dây đồng cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ
thành một khối và tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích
từ đặt trên các cực từ này được nối nối tiếp với nhau.
I.1.2 Cực từ phụ
Cực từ phụ được đặt giữa các cực từ chính và dùng để cải thiện đổi chiều. Lõi
thép của cực từ phụ thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây
quấn mà cấu tạo giống như dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ nhờ
những bulông.
I.1.3 Gông từ
Gông từ dùng để làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ máy.
Trong máy điện nhỏ và vừa thường dùng thép tấm dày uốn và hàn lại. Trong máy
điện lớn thường dùng thép đúc, có khi trong máy điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
I.1.4 Các bộ phận khác
Các bộ phận khác gồm có :
-Nắp máy: để bảo vệ máy khỏi bị những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây
quấn hay an toàn cho người khỏi chạm phải điện. Trong máy điện nhỏ và vừa, nắp
máy còn có tác dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm
bằng gang.
-Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngoài. Cơ cấu chổi than
gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than và nhờ một lò xo tì chặt lên cổ góp. Hộp
chổi than được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể
quay được để điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ. Sau khi điều chỉnh xong thì
dùng vít cố định chặt lại.
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều

điều kiện sử dụng .
II . c tính c c a ng c i n m t chi u kích t c l pĐặ ơ ủ độ ơ đ ệ ộ ề ừ độ ậ :
II.1 . Khái niêm chung :
Đặc tính cơ của động cơ là quan hệ giữa tốc độ và moment của động cơ :
 = f (M) hoặc n = f (M) .
Đặc tính cơ trên có thể biểu diễn ở dạng hàm thuận hoặc hàm ngược, ví dụ :
 = f (M) hay M = f(  ).
Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc
tính cơ điện. Đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch
động cơ :  = f (I) hay n = f (I) .
Trong các biểu thức trên :
 - tốc độ góc , rad/s
n - tốc độ quay , v/p
M - moment , N.m.
Trong nhiều trường hợp để đơn giản trong tính toán hoặc dễ dàng so sánh,
đánh giá các chế độ làm việc của truyền động điện, người ta có thể dùng hệ đơn vị
tương đối .
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Muốn biểu diễn một đại lượng nào đó dưới dạng tương đối ta lấy trị số của nó
chia cho trị số cơ bản của đại lượng đó. Các đại lương cơ bản thường được chọn là :
U
*
=
dm
U
U
hoặc U
*

=
cb
R
R
, 

=

dm
ω
ω
hoặc 

=
o
ω
ω

Việc chọn các đại lượng cơ bản là tuỳ ý , sao cho các biểu thức tính toán là
đơn giản thuận tiện như:
Tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập và kích từ hỗn hợp là tốc độ không tải
lý tưởng 
o
, với động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ là tốc độ đồng bộ 
1
, còn
với động cơ kích từ nối tiếp tốc độ cơ bản là 
dm
Trị số điện trở cơ bản là : Rcb
Với các động cơ điện một chiều : Rcb =

Ω
)
Rf : điện trở phụ trong mạch phần ứng (
Ω
)
Iư

: dòng điện mạch phần ứng (A).
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

E
Hình 1-1 Sơ đồ nối dây của động
cơ kích từ song song
Ik
t
E
Rf
Rkt
Uư
Ckt
Hình 1-2 Sơ đồ ứôi dây của động cơ
kích từ độc lập
Ukt
Rk
t
Ikt
Ckt
Uư
Rf
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều

: hệ số cấu tạo của động cơ
Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vòng/phút) thì
Eư = Ke
φ
n , (2-3)
Và  =
55,960
.2 nn
=
π

Vì vậy :
Eư =
n
a
pN
Φ
60
Đặt Ke =
a
pN
60
: Hệ số sức điện động của động cơ
Ke =
K
K
105,0
55,9
≈
Từ (2-1) và (2-2 ) ta có :

dt
f
M
K
RR
K
U
2
)( Φ
+
−
Φ
2
2
(2-6)
Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì moment cơ trên trục động cơ bằng
moment điện từ , ta ký hiệu M . Nghĩa là Mđt = Mcơ = M.
 =
M
K
RR
K
U
f
2
)( Φ
+
−
Φ
2

Iư =
nm
f
I
RR
U
=
+
2
(2-9)
Và M = K
Φ
Inm

= Mnm

(2-10)
Inm , Mnm được gọi là dòng điện ngắn mạch và moment ngắn mạch .
Mặt khác , phương trình đặc tính (2-4) , (2-7) cũng có thể được viết ở dạng :
 =
ωω
∆−=
Φ
−
Φ
o
K
RI
U


)( Φ
=
Φ
=∆
2
ω
,
ω
∆
được gọi là độ sụt tốc độ ứng với giá trị của M .
Ta có thể biểu diễn đặc tính cơ điện và đặc tính cơ trong hệ đơn vị tương đối , với
điều kiện từ thông là định mức (
Φ
=
Φ
đm
),
Trong đó : 

=
o
ω
ω
, I

=
34
I
I
, M


Hình 1-3 Đặc tính cơ điện của động
cơ điện một chiều kích từ độc lập

o

đm

Hình 1-4 Đặc tính cơ của
động cơ điện một chiều
kích từ độc lập
Mđ
m
Mnm
InmIđm
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều


= 1- R

I

, (2-13)


= 1- R

M

, (2-14)

2
=
+
Φ
−=
∆
∆
=
f
RR
KM
2
ω
β
, (2-16).
Khi Rf càng lớn β càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc. Ứng với Rf = 0 ta có đặc
tính cơ tự nhiên :
2
R
K
dm
TN
2
)( Φ
−=
β
(2-17)
β
TN
có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng hơn tất cả các đường đặc

=
Φ
đm
= const, điện trở phần ứng Rư = const. Khi thay
đổi điện áp phần ứng theo hướng giảm so với Uđm, ta có :
Tốc độ không tải :
var=
Φ
=
dm
x
ox
K
U
ω

Độ cứng đặc tính cơ :
const
R
K
=
Φ
−=
2
2
)(
β
.
Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc
tính cơ song song với đặc tính cơ tự nhiên như hình H1-6

Do cấu tạo của động cơ điện , thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ
thông giảm thì 
ox
tăng, còn β sẽ giảm. Ta có một họ đặc tính cơ với 
ox
tăng dần và
độ cứng của đặc tính giảm dần khi giảm từ thông .
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang
%
Hình H1-6. Các đặc tính cơ của động cơ điện một chiều
kích từ độc lập khi giảm áp đặt vào phần ứng động cơ .

u
2
u
1
TN uđm

o

o1

o2

o3
Mc u
3
M (I)
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Ta nhận thấy rằng khi thay đổi từ thông :

−
=
R
KK
EU
I
o
h
ωω

22
, (2-38)
Mh = K
Φ
Ih <0 .
Trị số hãm lớn dần lên cho đến khi cân bằng với moment phụ tải của cơ cấu sản xuất
thì hệ thống làm việc ổn định với tốc độ 
ođ
> 
o
.
Vì sơ đồ nối dây của mạch động cơ vẫn không thay đổi nên phương trình đặc
tính cơ tương tự như công thức (2-7) nhưng moment có giá trị âm .
Đường đặc tính cơ ở trạng thái hãm tái sinh nằm trong góc phần tư thứ hai và thứ tư
của mặt phẳng toạ độ .
Trong trạng thái hãm tái sinh, dòng điện hãm đổi chiều và công suất được đưa trả về
lưới điện có giá trị P = (E - U)I. Đây là phương pháp hãm kinh tế nhất vì động cơ
sinh ra điện năng hữu ích .

SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

TN
I
I
nm
a ) b )
2
φ
1
φ
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
II.2.3.2 Hãm ngược :
Trạng thái hãm ngược của động cơ xảy ra khi phần ứng dưới tác dụng của
động năng tích luỹ trong các bộ phận chuyển động hoặc do moment thế năng quay
ngược chiều với moment điện từ của động cơ. Moment sinh ra bởi động cơ, khi đó
chống lại sự chuyển động của cơ cấu sản xuất .
Ngoài hai cách hãm trên còn có hãm động năng .
III . Các nguyên lý i u ch nh t c ng c i n m t chi uđ ề ỉ ố độ độ ơ đ ệ ộ ề :
III.1 Khái niện chung :
Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt
hơn so với các loại động cơ khác, không những nó có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ
dàng mà cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất
lượng điều chỉnh cao trong giải điều chỉnh tốc độ rộng.
Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều :
- Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ.
- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ .
Cấu trúc phần lực của hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều bao
giờ cũng cần có bộ biến đổi. Các bộ biến đổi này cấp cho mạch phần ứng động cơ

E
U
Ih
U
E
I
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
tự động truyền động điện có cấu trúc phức tạp, nhưng có chất lượng điều chỉnh cao và
dải điều chỉnh rộng hơn so với hệ truyền động “hở”.
Ngoài ra các hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều còn được phân loại
theo truyền động có đảo chiều quay và không đảo chiều quay. Đồng thời tuỳ thuộc
vào các phương pháp hãm, đảo chiều mà ta có truyền động làm việc ở góc phần tư,
hai góc phần tư và bốn góc phần tư.
Trong phạm vi mục này, chúng ta nghiên cứu các tính chất tổng quát, cũng như tính
chất riêng của hệ T-Đ.
III.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ:
III.2.1 Nguyên lý điều chỉnh điện áp phần ứng :
Để điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ điện một chiều cần có thiết bị nguồn
như máy phát điện một chiều kích từ độc lập, các bộ chỉnh lưu điều khiển vv Các
thiết bị nguồn này có chức năng biến năng lượng nguồn điện xoay chiều thành một
chiều có sức điện động Eb điều chỉnh được nhờ tín hiệu điều khiển Uđk. Và nguồn có
công suất hữu hạn so với động cơ, nên các bộ biến đổi này có điện trở trong Rb và
điện cảm Lb khác không.
Ở chế độ xác lập có thể viết được phương trình đặc tính của hệ thống như sau :
Eb - Eư = Iư(Rb + Rưđ )
 =
2
23
I
K

SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

b )
Rư
đ
Rb
U
Uđk
LK
Đ
BBĐ
Eb (uddk )

E
ư
I
a )
Hình 1-9 Sơ đồ khối và sơ đồ thay trế ở
chế độ xác lập
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
β
ωω
dm
o
M
−=
maxmax
, (3-2)

β

1
1
/)1(
max
max
−
−
=
−
−
M
dm
o
dmM
dm
o
K
M
MK
M
βω
β
β
ω
, (3-3)
Một cơ cấu máy cụ thể thì các giá trị 
omax
, Mđm , MM là xác định, vì vậy
phạm vi điều chỉnh D phụ thuộc tuyến tính vào giá trị của độ cứng β. Khi điều chỉnh
điện áp phần ứng động cơ bằng các thiết bị nguồn điều chỉnh thì điện trở tổng mạch

Mnmmi
n

min

omin

max

omax
Hình 1-10 : Xác định phạm vi điều chỉnh
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều

minmin
minmin
oo
o
s
ω
ω
ω
ωω
∆
=
−
=
,
.
min
cp

(Rb + Rưđ) .
Nếu đặt Rb + Rưđ = R thì hiệu suất biến đổi năng lượng của hệ sẽ là :
2
2
)(
φ
ω
ω
η
K
MR
RIEI
EI
+
=
+
=
222
22
2
,
***
*
RM+
=
ω
ω
η
2
.

III.2.2 Nguyên lý điều chỉnh từ thông động cơ :
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

Hình 1-15 Quan hệ giữa hiệu suất truyền động và tốc độ
với các loại tải khác nhau
X=-1
X=o

2
η
1
1


ođm
M
Mđ
m
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh
moment điện từ của động cơ M = K
Φ
Iư và sức điện động quay của động cơ Eư = K
Φ
. Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến, vì vậy hệ điều chỉnh từ thông cũng
là hệ phi tuyến:
dt
d
rr
e

giá trị định mức, do đó đặc tính cơ thấp nhất trong vùng điều chỉnh từ thông chính là
đặc tính cơ điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức và được gọi là đặc tính cơ
bản (đôi khi chính là đặc tính cơ tự nhiên của động cơ ). Tốc độ lớn nhất của giải điều
chỉnh từ thông bị hạn chế bởi khả năng chuyển mạch của cổ góp điện. Khi giảm từ
thông để tăng tốc độ quay của động cơ thì đồng thời điều kiện chuyển mạch của cổ
góp cũng bị xấu đi, vì vậy để đảm bảo điều kiện chuyển mạch bình thường thì cần
phải giảm dòng điện phần ứng cho phép, kết quả là moment cho phép trên trục động
cơ giảm rất nhanh, ngay cả khi giữ nguyên dòng điện phần ứng thì độ cứng đặc tính
cơ cũng giảm rất nhanh khi giảm từ thông kích thích :
2
R
K
2
)(
φ
φ
φ
=
hay β


= (
Φ

)
2
.
Do điều chỉnh tốc độ bằng cách giảm từ thông nên đối với các động cơ mà từ
thông định mức nằm ở cổ tiếp giáp giữa vùng tuyến tính và vùng bão hoà của đặc tính
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

wk
0

a )
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
từ hoá thì có thể coi việc điều chỉnh là tuyến tính và hằng số C phụ thuộc vào thông
số kết cấu của máy điện :
k
kb
k
e
rr
C
iC
+
== .
φ

SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang
#
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Chương 2
TỔNG QUAN VỀ BỘ CHỈNH LƯU
I. Gi i thi u v b bán d n công su t thyristorớ ệ ề ộ ẫ ấ :
I.1 Cấu trúc:
Thyristor còn gọi là SCR (Sillcon – Controlled – Rectifier) là loại linh kiện 4
lớp P – N đặt xen kẽ nhau. Để tiện việc phân tích các lớp bán dẫn này người ta đặt là
P
1
, N

H.I.1d : Sơ đồ tương đương của SCR
I.2 Nguyên lý làm việc của thyristor:
Có thể mô phỏng một Thyristor bằng hai transistor Q
1
, Q
2
như H.I.1d.
Transistor Q
1
ghép kiểu PNP, còn Q
2
kiểu NPN.
Gọi α
1
, α
2
là hệ số truyền điện tích của Q
1
và Q
2.
Khi đặt điện áp U lên hai đầu A &K
của Thyristor, các mặt tiếp giáp J
1
& J
3
chuyển dịch thuận, còn mặt tiếp giáp J
2
chuyển dịch ngược ( J
2
mặt tiếp giáp chung của Q

= Ie
2
= IJ
2
= I.
Do đó IJ
2
= I = α
1
I + α
2
I + Io
Suy ra => I = Io

/ [1-( α
1
+ α
2
)] (1)
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang
!
Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Do J
2
chuyển dịch ngược nên hạn chế dòng chảy qua nó, dẫn đến α
1
, α
2
cùng điều có
giá trị nhỏ, I ≈ Io, cả hai transistor ở trạng thái ngắt.

tăng và cứ tiếp diễn như thế. Hiện tượng này gọi là
hồi tiếp dương về dòng, tạo điều kiện làm tăng trưởng nhanh dòng điện chảy qua
Thyristor.
-Dòng Ie
1
tăng làm cho α
1
tăng (H.I.2), còn tăng Ie
2
làm cho α
2
tăng. Cuối cùng thưcï
hiện được điều kiện (α
1
+ α
2
) -> 1, cả hai transistor chuyển sang trạng thái mở, lúc
này nội trở giữa A và K của SCR rất nhỏ.
Vậy muốn làm cho Q
1
, Q
2
từ trạng thái ngắt chuyển sang trạng thái bão hoà
(hay muốn mở Thyristor) chỉ cần làm tăng IB
2
. Để làm được việc này người ta thường
cho một dòng điều khiển Iđk chảy vào cực cổng của Thyristor, đúng theo chiều IB
2
trên H.I.1d.
I.3 Đặc tuyến Volt - Ampere của Thyristor:

2
chuyển
sang trạng thái bão hoà). Ở giai đoạn này, mỗi một lượng tăng nhỏ dòng điện ứng với
một lượng giảm lớn của điện áp. Đoạn này được gọi là đoạn điện trở âm.
-Đoạn (III) ứng với trạng thái mở của Thyristor. Trong đoạn này cả 3 mặt tiếp giáp J
1
,
J
2
, J
3
điều đã chuyển dịch thuận, một giá trị điện áp nhỏ có thể tạo ra một dòng điện
lớn. Lúc này dòng điện thuận chỉ còn bị hạn chế bởi điện trở mạch ngoài, điện áp rơi
trên Thyristor rất nhỏ. Thyristor được giữ ở trạng thái mở chừng nào dòng Ith còn lớn
hơn dòng duy trì Idt
.
- Đoạn (IV) ứng với trạng thái của Thyristor khi ta đặt một điện áp ngược lên nó (cực
dương lên catốt, cực âm lên Anod). Lúc này J
1
, J
3
chuyển dịch ngược, còn J
2
chuyển
dịch thuận, vì khả năng khoá của J
3
rất yếu nên nhánh ngược của đặc tính Volt-
ampere chủ yếu được quyết định bằng khả năng khoá của mặt tiếp giáp J
1,
do đó có




5$


6$
/


7





3


/



'

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
I.4.4 Điện áp rơi trên Thyristor:
Là giá trị điện áp trên Thyristor khi Thyristor đang ở trạng thái mở.
I.4.5 Điện áp chuyển trạng thái (Uch):
Ở giá trị điện áp này, không cần có Iđk, Thyristor cũng chuyển sang trạng thái

Thyristor mở. Tuy nhiên phương pháp này sẽ làm cho Thyristor bị hỏng nên không
được áp dụng.
3. Tốc độ tăng điện áp (du/dt):
Nếu tốc độ tăng điện áp thuận đặt lên Anod và Catot thì dòng điện tích của tụ
điện tiếp giáp có khả năng mở Thyristor. Tuy nhiên dòng điện tích lớn này có thể phá
hỏng Thyristor và các thiết bị bảo vệ. Thông thường tốc độ tăng điện áp du/dt thì do
nhà sản xuất qui định.
4. Dòng điều khiển cực G
Nếu cho một xung điện áp dương Ug tác động vào cực G (dương so với K) ,
các điện tử từ N
2
chạy qua P
2
. Đến đây, một số ít của chúng chảy vào nguồn Ug và
hình thành dòng điều khiển Ig chảy theo mạch G – J
3
– K – G; còn phần lớn điện tử,
chịu sức hút của điện trường tổng hợp của mặt ghép J
2
lao vào vùng chuyển tiếp này,
chúng được tăng tốc độ, động năng lớn lên, bẻ gãy các liên kết nguyên tử Si, tạo nên
những điện tử tự do mới. Số điện tử mới được giải phóng này lại tham gia bắn phá
các nguyên tử Si trong vùng chuyển tiếp. Kết quả của phản ứng dây chuyền này làm
xuất hiện ngày càng nhiều điện tử chảy vào N
1
, qua P
1
và đến cực dương của nguồn
điện ngoài, gây nên hiện tượng dẫn điện ào ạt, J
2

1
và J
3
bị phân cực
ngược, J
2
bây giờ được phân cực thuận. Những điện tử, trước thời điểm đảo cực tính
UAK, đang có mặt tại P
1
, N
1
, P
2
, bây giờ đảo chiều hành trình, tạo nên dòng điện
ngược chảy từ catôt về anôt, về cực âm của nguồn điện áp ngoài.
Buổi đầu của quá trình, từ to

đến t
1
, dòng điện ngược khá lớn, sau đó J
1
rồi J
3
trở nên
cách điện. Còn lại một ít điện tử bị cầm tù giữa hai mặt ghép J
1
và J
3
, hiện tượng
khuếch tán sẽ làm chúng ít dần đi cho đến hết, Bây giờ J

1
và T
3
: u
d
=u
2
,
Hai Thysistor này sẽ tự nhiên bị khoá lại khi u
2
= 0 .
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang






/

/
3
)

α
u
d
/
8
/

2
1
I
R
U
I
),cos1(
U2
d.sinU2
1
U
dd
2
T
d
d
2
2d
==θ
π
=
=
α+
π
=θθ
π
=
∫
∫
π

α
α+π
α
α+π
α
cos
U22
U
RIU
di
X
di
R
d.sinU2
1
2
d
dd
dd2
Trị hiệu dụng của dòng thứ cấp máy biến áp:
d
2
d2
Id.I
1
I =θ
π
=
∫
α+π

Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Vì có điện cảm L trong mạch tải nên thực tế i
d
là dòng liên tục, i
d
=I
d
.
Khi T
1
và T
3
mở cho dòng chảy qua ta có phương trình:
EI.RU
di
X
d
E
di
R
d.sinU2
1
d
di
XEi.RsinU2
dd
dd2
d
d2
+=

d
.
Khi bộ biến đổi ở chế độ nghịch lưu phụ thụôc, ta có phương trình:
θ
+=θ+
d
di
Xi.RsinU2E
d
d2
Qua vài phép biến đổi, ta nhận được:
R
UE
I
d
d
+
=
II.2 Chỉnh lưu cầu một pha không đối xứng:
Sơ đồ cầu một pha không đối xứng sử dụng một nửa số van là Thysistor, nửa
còn lại là Diot. Do đó làm giảm được một nửa giá thành thiểt bị biến đổi, vì Diot rẻ
hơn nhiều so với Thysistor. Sơ đồ điều khiển cũng đơn giản hơn.
Hoạt động của sơ đồ như sau:
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang

/



π

/
3
)

α
)
3
/

/

π
π
2
θ
/


/
3
/

/


Đồ án tốt nghiệp Ứng dụng VĐK điều khiển tốc độ ĐC một chiều
Khi
1
θ=θ
cho xung điều khiển mở T

cùng cho dòng chảy qua, u
d
= 0.
Khi
α+π=θ=θ
3
cho xung mở T
2
. Dòng tải i
d
= I
d
chảy qua D
1
và T
2.
Diot D
2
bị khoá lại .
Trong sơ đồ này, góc dẫn dòng của Thysistor và Diot không bằng nhau. Góc
dẫn dòng của Diot là
α+π=λ
D
, còn góc dẫn dòng của Thysistor là
α−π=λ
T
.
Trị trung bình của điện áp tải:
)cos1(
U2

2
1
I
d
dT
Trị trung bình của dòng trong Diot:
π
α
−=θ
π
=
∫
1Id.I
1
I
d
2
dD
Nhận xét:
- Hệ số cos
1
ϕ
của sơ đồ cầu đối xứng cao hơn so với sơ đồ cầu đối xứng.
- Sơ đồ này không cho phép làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc.
II.3 Mạch chỉnh lưu cầu ba pha đối xứng :
Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của mạch:
Thời điểm Mở Khoá
α+π=θ 6/
1
T

α+π=θ 6/11
6
T
6
T
4
Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha gồm 6 Thysistor chia thanh hain nhóm:
- Nhóm catốt chung: T
1
, T
3
, T
5
- Nhóm anốt chung: T
2
, T
4
, T
6
Góc
α
được tính từ giao điểm nửa hình sin.
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang
ĐC



 #



1
cho xung điều khiển mở T
1
, Thysistor này mở vì u
a
>0. Sự
mở của T
1
làm choT
5
bị khoá lại một cách tự nhiên vì u
a
>u
c
. Lúc này T
6
và T
1
cho
dòng chảy qua. Điện áp trên tải:
baabd
uuuu −==
Khi
α+π=θ=θ 6/3
2
cho xung điều khiển mở T
2.
Thysistor này mở vì khi T
6
dẫn dòng, nó đặt u

U63
d.sinU2
2
6
U
2
2d
Cũng có thể tính U
d
= U
d1
- U
d2
, trong đó U
d1
là giá trị trung bình của u
d1
do
nhóm catốt chung tạo nên, còn U
d2
là giá trị trung bình của u
d2
do nhóm anốt chung tạo
nên.
α
π
=θθ
π
=
∫

6/7
6/3
2d
II.4  '' ( )' )*+,+-. /0 ạ ỉ ư ầ đố ứ :
(Trình bày trong phần "chọn phương án")
SVTH: NGUYỄN THẾ DOÃN__ 01Đ2A Trang
