TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với các thầy giáo, cô giáo
trong Khoa Điện – trường Đại học SPKT Vinh đã dạy dỗ và trang bị cho em những
kiến thức chuyên ngành quý giá trong những năm học vừa qua. Đặc biệt là Th.S
Vũ Anh Tuấn - Người đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã giúp
đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình.
Do trình độ và thời gian nghiên cứu có hạn chế, nên không tránh khỏi
những thiếu sót, nhược điểm. Vì vậy, em rất mong nhận được sự quan tâm, đóng
góp ý kiến một cách thẳng thắn, chân thành của các thầy, cô giáo trong Khoa và
độc giả để đề tài ngày càng hoàn thiện, đầy đủ, có ý nghĩa cả trong lý luận và
ngoài thực tiễn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày 30 tháng 3 năm 2011.
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Thắm

GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 1 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN
Hình 1-1: Hình dạng bên ngoài của máy doa .............. Error: Reference source not found
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
TT KÝ HIỆU NỘI DUNG
1. Đ Động cơ
2. ĐB Đồng bộ
3. BBĐ Bộ biến đổi
4. STĐ Sức từ động
5. MFT Máy phát tốc
6. MBA Máy biến áp
7. BAX Biến áp xung
8. KĐTG Khuếch đại trung gian

3. Thiết kế mạch phát xung điều khiển
4. Xây dựng và thuyết minh sơ đồ nguyên lý hệ truyền động
5. Xây dựng sơ đồ cấu trúc của hệ truyền động
6. Xét ổn định và hiệu chỉnh hệ thống
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 4 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
7. Mô phỏng hệ thống và chạy trên phần mềm Matlab.
PHẦN I: GIỚI THIỆU VỀ MÁY DOA NGANG 2620A
1. Chức năng, công dụng của máy doa
Máy doa ngang 2620A nằm trong nhóm máy cắt gọt kim loại thứ ba. Đây là
loại máy có vai trò quan trọng trong nền công nghiệp. Loại máy này có hệ thống
trang bị điện hiện đại, nó có thể gia công được nhiều loại chi tiết khác nhau, khả
năng công nghệ của nó có thể dùng để doa, khoan, khoét, phay với các nguyên
công sau:
- Nguyên công doa: Thường doa các lỗ hình côn, hình trụ, các mặt phẳng
vuông góc với nhau có độ định tâm cao.
- Nguyên công tiện: Khi nắp lưỡi dao tiện thì có thể tiện trong, cắt mặt đầu,
cắt ren... Với nguyên công cắt ren thì truyền động ăn dao được truyền từ trục chính.
- Nguyên công khoan: Khi cần gia công các lỗ có độ định tâm cao ta có thể
thực hiện trên máy doa, nguyên công này thường nặng nề nhất.
- Nguyên công phay: Phay mặt đầu, phay mặt phẳng, phay mặt trong, phay
mặt ngoài.
2. Phân loại máy doa
Máy doa có nhiều loại khác nhau với kích cỡ, công dụng và mức độ chuyên
môn hoá khác nhau. Ta có thể phân loại máy doa theo các cách sau:
- Phân loại theo chức năng, công dụng:
+ Máy khoan, khoét
+ Máy doa
- Phân loại theo chuyển động:
+ Doa đứng: Dao quay theo phương thẳng đứng

Hình 1-1: Hình dạng bên ngoài của máy doa
Trên bệ máy 1 đặt trụ trước 6, trên đó có ụ trục chính 5. Trụ sau 2 có đặt giá
đỡ 3 để giữ trục dao trong quá trình gia công. Bàn quay 4 gá chi tiết có thể dịch
chuyển theo chiều ngang hoặc dọc bệ máy. Ụ trục chính có thể chuyển động theo
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 6 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
chiều thẳng đứng cùng trục chính. Bản thân trục chính có thể chuyển động theo
phương ngang.
Chuyển động chính là chuyển động quay của dao doa (trục chính). Chuyển
động ăn dao có thể là chuyển động ngang, dọc của bàn máy mang chi tiết hay di
chuyển dọc của trục chính mang đầu dao. Chuyển động phụ là chuyển động thẳng
đứng của ụ dao vv…
5. Yêu cầu đối với truyền động điện máy doa
5.1. Truyền động chính
Yêu cầu cần phải đảo chiều quay, phạm vi điều chỉnh tốc độ D = 130/1 với
công suất không đổi, độ trơn điều chỉnh ϕ = 1,26. Hệ thống truyền động chính cần
phải hãm dừng nhanh.
Hiện nay hệ truyền động chính máy doa thường sử dụng động cơ không
đồng bộ Roto lồng sóc và hộp tốc độ (động cơ có một hay nhiều cấp tốc độ). Ở
những máy doa cỡ nặng có thể sử dụng động cơ điện 1 chiều, điều chỉnh tốc độ
trơn trong phạm vi rộng. Nhờ vậy có thể giảm kết cấu, mặt khác có thể hạn chế
được mômen ở vùng tốc độ thấp bằng phương pháp điều chỉnh tốc độ hai vùng.
5.2. Truyền động ăn dao
Phạm vi điều chỉnh tốc độ của truyền động ăn dao D = 1500/1.
Lượng ăn dao được điều chỉnh trong phạm vi 2mm/ph ÷ 600mm/ph. Khi di
chuyển nhanh có thể đạt tới 2,5m/ph ÷ 3m/ph.
Lượng ăn dao (mm/ph) ở những máy cỡ nặng yêu cầu được giữ không đổi
khi tốc độ trục chính thay đổi.
Đặc tính cơ cần có độ cứng cao, với độ ổn định tốc độ < 10%, hệ thống
truyền động ăn dao phải đảm bảo độ tác động nhanh cao, dừng máy chính xác đảm

Trong máy doa ngang 2620A truyền động ăn dao là truyền động phức tạp
nhất, nó đòi hỏi hệ thống trang bị điện có mức độ tự động hoá cao. Truyền động
dùng động cơ một chiều kích từ độc lập có các yêu cầu về chỉ tiêu chất lượng như:
7.1 Phạm vi điều chỉnh tốc độ
Truyền động ăn dao của máy doa ngang 2620A có yêu cầu phạm vi tốc độ
rộng, dải điều chỉnh được đặc trưng bởi hệ số:
1
1500
min
max
==
n
n
D
7.2. Độ trơn khi điều chỉnh
Vì máy làm việc ở nhiều chế độ gia công khác nhau như doa lỗ có đường
kính lớn thì cần tốc độ nhỏ, còn khi phay thì cần tốc độ lớn. Để đảm bảo chất lượng
gia công bề mặt có độ bóng từ cấp 6 ÷ 9 thì tốc độ phải được điều chỉnh vô cấp.
ϕ = =
+
n
n
i
i
1
1
7.3. Độ ổn định tốc độ khi làm việc
Để đảm bảo duy trì ổn định tốc độ đạt mức chính xác cao ngay cả khi tốc độ
truyền động chính thay đổi. Khi phụ tải biến đổi từ 0 ÷ M
max

không đạt tới trị số cực đại mà phụ tải vào tốc độ ăn dao.
Mà vùng tốc độ cao, lực ăn dao còn phụ thuộc vào công suất của truyền động
chính, vì những cấp ăn dao cực đại chỉ sử dụng với các cấp tốc độ chính xác cực
đại, do đó có thể dẫn tới quá tải và gây nguy hiểm cho truyền động chính. Mặt
khác, cũng với cấp tốc độ này thường dùng để gia công tinh lên lực ăn dao không
cần lớn, nếu có kể đến sự biến đổi của lực ma sát trên gờ trượt ảnh hưởng tới tốc độ
thì lực kéo bàn là Q
n
và được biểu diễn như hình vẽ sau:
Ở vùng tốc độ gia công ta có:
M=const ; P tỉ lệ với U
Ở vùng chạy dao nhanh:
M≈ P/n ; P=const
7.5. Yêu cầu tự động hạn chế phụ tải
Trong quá trình làm việc thường xảy ra quá tải tĩnh và quá tải động. Trong
đó:
- Quá tải tĩnh: Là do vật liệu không đồng nhất, khi dao cắt đi vào vùng chai
cứng hoặc khi nhiệt độ tăng quá làm cho công suất cắt tăng dẫn tới quá tải.
- Quá tải động: Là các quá trình khởi động, hãm, đảo chiều. Để rút ngắn thời
gian quá tải động thì cần phải rút ngắn quá trình này.
Các biện pháp hạn chế phụ tải:
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 9 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
M
c
,P
c
n
0
n
1

+ Hãm tái sinh
- Giảm tốc độ bằng cách giảm điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
7.7. Yêu cầu về đảo chiều
Đặc điểm công nghệ của máy doa 2620A là có đảo chiều, để đảm bảo năng
suất cho máy thì việc yêu cầu về đảo chiều là rất quan trọng.
7.8. Yêu cầu về kinh tế
Hệ thống thiết kế ra phải đảm bảo có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, thuận thiện
cho vận hành và sửa chữa.
Vốn đầu tư mua sắm thiết bị, chi phí vận hành phải hợp lý.
Giá thành hệ thống thấp, trong khi phải thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật.
8. Sơ đồ truyền động ăn dao máy doa ngang 2620 dùng hệ thống máy điện
khuếch đại – động cơ một chiều
Hệ thống truyền động ăn dao thực hiện theo hệ MĐKĐ có bộ khuếch đại
điện tử trung gian, thực hiện theo hệ kín phản hồi âm tốc độ. Tốc độ ăn dao được
điều chỉnh trong phạm vi (2,2 ÷ 1760)mm/ph. Di chuyển nhanh đầu dao với tốc độ
3780mm/ph chỉ bằng phương pháp điện khí. Tốc độ ăn dao được thay đổi bằng
cách chuyển đổi sức điện động của khuếch đại máy điện khi từ thông động cơ là
định mức, còn di chuyển nhanh đầu dao được thực hiện bằng cách giảm nhỏ từ
thông động cơ khi sức điện động của MĐKĐ là định mức.
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 10 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 1-2: Sơ đồ hệ thống truyền động ăn dao máy doa 2620
Kích từ của MĐKĐ là hai cuộn 1CK và 2CK được cung cấp từ bộ khuếch
đại điện tử hai tầng. Tầng 1 là khuếch đại điện áp (đèn kép 1ĐT) và tầng hai là tầng
khuếch đại công suất (đèn 2ĐT và 3ĐT). Tín hiệu đặt vào tầng 1 là:
U
v1
= U
cđ
– γ.ω – U

bằng nhau, như vậy điện áp ra tầng 1 bằng không.
U
r1
= (I
aP
- I
aT
).R
8
= 0
và tương tự dòng điện anôt hai đèn 2ĐT và 3ĐT bằng nhau (Ia2 = Ia3), hai cuộn
dây 1CK và 2CK có điện trở và số vòng như nhau, sức từ động của chúng tác dụng
ngược chiều nhau nên sức từ động tổng của KĐMĐ bằng không.
F
∑
= F
1CK
– F
2CK
= (I
a2
– I
a3
).W = 0
Khi RT = 1, → U
cđ
> 0, do sự phân cực của điện áp chủ đạo nên nửa đèn
phải thông yếu hơn nửa đèn bên trái của 1ĐT, điện áp trên R
8
lớn hơn điện áp trên

ư
thì sức từ động của cuộn bù sẽ là:
F
b
= I
b
.W
b
= I
ư
.W
b
Khi I
ư
> I
ng
thì ta có U
b
> U
0
; các van 1V thông, xuất hiện dòng điện phân
mạch I
1V
và dòng điện cuộn bù sẽ giảm đi một lượng:
I
b
= I
ư
– I
1V

b
Trong đó: F
12
– stđ của hai cuộn 1CK và 2CK
F
b
= I
b
.W
b
- sức từ động của cuộn bù
F
d
= I
ư
.W
b
- sức từ động dọc trục được bù đủ khi I
ư
< I
ng
.
Từ công thức F
∑
ta thấy: khi I
ư
> I
ng
thì sức từ động của MĐKĐ bị giảm đi một
lượng (I

phương án phù hợp với từng loại công nghệ đòi hỏi các nhà thiết kế phải so sánh
những chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đưa ra phương án tối ưu.
Trong kỹ thuật, việc phân tích và lựa chọn bộ biến đổi dựa vào yêu cầu công
nghệ của quá trình sản xuất, yêu cầu của việc điều chỉnh và ổn định tốc độ, khả
năng làm việc của động cơ trong những trường hợp khác nhau đòi hỏi các đặc tính
kỹ thuật khác nhau. Trên thực tế có nhiều loại bộ biến đổi như: bộ biến đổi xoay
chiều – một chiều, bộ biến đổi một chiều – một chiều, bộ biến đổi xoay chiều –
xoay chiều. Căn cứ vào các thông số kỹ thuật cũng như các chỉ tiêu về năng lượng,
việc điều chỉnh và ổn định tốc độ động cơ nên ở đây ta chọn bộ biến đổi xoay chiều
– một chiều để biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành năng lượng điện một
chiều bằng việc sử dung tổ hợp máy phát – động cơ, dùng bộ biến đổi một phần
ứng, dùng chỉnh lưu vv… Nhưng phổ biến nhất và có hiệu suất cao nhất là sử dụng
sơ đồ chỉnh lưu bằng các linh kiện bán dẫn. Các sơ đồ chỉnh lưu ứng dụng tính dẫn
dòng một chiều của các dụng cụ điện tử hoặc bán dẫn để biến điện áp xoay chiều
thành điện áp một chiều một cách trực tiếp. Hiện nay dụng cụ điện tử hầu như
không còn được sử dụng rộng rãi vì kích thước lớn và quá cồng kềnh, hiệu suất
thấp. Dụng cụ được sử dụng chủ yếu hiện nay là các đi ốt bán dẫn và các trisitor.
Việc sử dụng các dụng cụ đó như thế nào còn dựa trên việc lựa chọn phương án
truyền động sẽ được trình bày sau đây.
II. HỆ THỐNG CHỈNH LƯU - ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU
1. Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều
Hệ truyền động chỉnh lưu – động cơ một chiều là bộ chỉnh lưu liên hệ nguồn
xoay chiều với tải một chiều, nghĩa là đổi điện áp xoay chiều của nguồn thành điện
áp một chiều trên phụ tải.
Điện áp một chiều trên tải không được lý tưởng như điện áp của ắc quy mà
có chứa các thành phần xoay chiều cùng với một chiều.
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 14 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đầu ra của các sơ đồ chỉnh lưu được coi là một chiều nhưng thực sự là điện
áp đập mạch.

(được trình bày ở mục III)
Khi công suất kích từ nhỏ, có thể thay các bộ chỉnh lưu 3 pha CL
1
và CL
2
bằng các bộ chỉnh lưu Tiristor một pha.
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 15 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
CL
3
E
3 fa ~
I
ư
I
KTN
KT
Đ
I
KTT
K
1
K
2
CL
1
CL
2
3 fa ~
ĐK
CL

3
.
Độ cứng của đặc tính là:
K
dm
XR
K
+
=
2
)(
φ
β
3. Sơ đồ khối hệ truyền động Tiristor – động cơ (T – Đ )
3.1. Giới thiệu sơ đồ:
- Đ: Động cơ một chiều kích từ độc lập kéo máy sản xuất.
- CL: Bộ biến đổi điện áp xoay chiều thành một chiều.
- TH & KĐ: Khâu tổng hợp và khuyếch đại trung gian có nhiệm vụ tổng hợp điện
áp chủ đạo U
cđ

và tín
hiệu phản hồi.
- U
d
: Điện áp một chiều
sau khi đã chỉnh lưu
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 16 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
E
I

xuất hiện các xung đưa đến bộ điều khiển của các bộ biến đổi. Lúc này các van
được đặt điện áp thuận sẽ mở. Đầu ra của bộ biến đổi điện áp có điện áp U
cd
đặt lên
phần ứng của động cơ làm cho động cơ làm việc với điện áp chủ đạo.
Trong quá trình làm việc, nếu do một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ
động cơ n giảm thì ta thấy U
đk
= U
cđ
- γ.n, nên khi n giảm
→
U
đk
tăng (α giảm
→

U
đk
tăng)
→
n tăng tới điểm làm việc yêu cầu.
Khi n tăng quá mức cho phép thì quá trình xảy ra ngược lại, nên khi n tăng
→
U
đk
giảm (α tăng
→
U
đk

−=
M
K
XR
K
E
n
dm
K
dm
do
2
).(
.
cos.
φ
φ
α
+
−=
Đặc tính cơ có độ cứng
K
dm
XR
K
+
=
2
)(
φ

α
≤≤
: Bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu, động cơ có thể làm
việc ở chế độ động cơ nếu sđđ E > 0 và ở chế độ hãm ngược nếu sđđ E đổi chiều.
- Khi
max
2
αα
π
≤≤
: Bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, biến
cơ năng của tải thành điện năng xoay chiều cùng tần số lưới và trả về lưới điện.
Động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh khi tải có tính thế năng.
Dòng điện trung bình của mạch phần ứng:
K
d
XR
EE
I
+
−
=
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 18 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
W
A
W
B
W
C
0

+
+=
• Chế độ dòng điện gián đoạn:
Trong thực tế tính toán hệ T - Đ chỉ cần xác định biên giới vùng dòng điện
gián đoạn, là đường phân cách giữa vùng dòng điện liên tục và dòng điện gián
đoạn. Trạng thái biên liên tục là trạng thái mà góc dẫn
λ
=
π
2
/p và góc chuyển
mạch
0=
µ
.
Đường biên liên tục gần là đường elip.
Để giảm độ lớn của trục nhỏ elip, tăng số pha của chỉnh lưu. Tuy nhiên khi
tăng số pha chỉnh lưu sơ đồ sẽ phức tạp.
4. Đánh giá chất lượng của hệ thống T – Đ
4.1. Ưu điểm:
- Ưu điểm nổi bật của hệ thống T – Đ là tác động nhanh, độ tin cậy cao, quán
tính nhỏ, hiệu suất lớn, không gây ồn và dễ tự động hóa do các van bán dẩn có hệ
số khuyếch đại công suất cao.
- Công suất tổn hao nhỏ, kích thước và trọng lượng nhỏ. Giá thành rẻ.
- Hệ thống T – Đ có khả năng điều chỉnh độ trơn (φ ~1) với phạm vi điều
chỉnh rộng (D ~ 10
2
÷ 10
3
).

khi năng lượng truyền theo chiều ngược lại (nghĩa là từ phía tải một chiều về lưới
xoay chiều) thì bộ nguồn làm việc ở chế độ nghịch lưu trả năng lượng về lưới.
Theo dạng nguồn cấp xoay chiều, chúng ta có thể chia chỉnh lưu thành chỉnh
lưu một pha hay chỉnh lưu ba pha. Các thông số quan trọng của sơ đồ chỉnh lưu là:
dòng điện và điện áp tải; dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp biến áp; số lần đập
mạch trong một chu kỳ. Dòng điện chạy trong cuộn dây thứ cấp biến áp có thể là
một chiều, hay xoay chiều, có thể phân loại thành sơ đồ có dòng điện biến áp một
chiều hay, xoay chiều. Số lần đập mạch trong một chu kỳ là quan hệ của tần số
sóng hài thấp nhất của điện áp chỉnh lưu với tần số điện áp xoay chiều.
Trong kỹ thuật điện hiện nay có nhiều trường hợp phải sử dụng nguồn điện
áp một chiều có trị số thay đổi được để cung cấp cho các phụ tải khác nhau tuỳ
thuộc vào mục đích sử dụng. Các nguồn điện áp một chiều nhà máy phát điện một
chiều, các bộ biến đổi tĩnh (khuếch đại từ) có khá nhiều nhược điểm, trong đó có
nhược điểm cơ bản là tổn thất riêng khá lớn. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật
bán dẫn và vi mạch điện tử thì việc sử dụng các bộ chỉnh lưu bán dẫn có điều khiển
ngày càng được phổ biến và có nhiều ưu việt.
Để lựa chọn sơ đồ chỉnh lưu ta đưa ra 3 phương án sau:
- Mạch chỉnh lưu cầu một pha
- Mạch chỉnh lưu tia ba pha
- Mạch chỉnh lưu cầu ba pha
1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha
1.1. Mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng
1.1.1 Sơ đồ nguyên lý
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 20 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2-5: Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng
1.1.2. Nguyên lý hoạt động
Hoạt động của sơ đồ này khái quát có thể mô tả như sau. Trong nửa bán kỳ
điện áp anot của Tiristo T
1

.
Việc điều khiển đồng thời các Tiristo T
1
,T
2
và T
3
,T
4
có thể thực hiện bằng
nhiều cách, một trong những cách đơn giản nhất là sử dụng biến áp xung có hai
cuộn thứ cấp như hình 2-6.
Điều khiển các Tiristo trong sơ đồ hình 2-5, nhiều khi gặp khó khăn cho
trong khi mở các van điều khiển, nhất là khi công suất xung không đủ lớn. Để tránh
việc mở đồng thời các van như ở trên, mà chất lượng điện áp chừng mực nào đó
vẫn có thể đáp ứng được, người ta có thể sử dụng chỉnh lưu cầu một pha điều khiển
không đối xứng.
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 21 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 2-6: Phương án cấp xung chỉnh lưu cầu một pha
Chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng có thể thực hiện bằng hai
phương án khác nhau như hình 2-7. Giống nhau ở hai sơ đồ này là: chúng đều có
hai Tiristo và hai diot; mỗi lần cấp xung điều khiển chỉ cần một xung; điện áp một
chiều trên tải có trị số giống nhau; đường cong điện áp tải chỉ có phần điện áp
dương nên sơ đồ không làm việc với tải có nghịch lưu trả năng lượng về lưới. Sự
khác nhau giữa hai sơ đồ trên được thể hiện rõ rệt khi làm việc với tải điện cảm lớn,
lúc này dòng điện chạy qua các van điều khiển và không điều khiển sẽ khác nhau.
1.2. Mạch chỉnh lưu cầu một pha điều khiển đối xứng
1.2.1 Sơ đồ nguyên lý
Hình 2-7: Sơ đồ chỉnh lưu cầu một pha điều khiển không đối xứng.

dẫn được dẫn thông trong một nửa chu kỳ (các diot dẫn từ đầu đến cuối bán kỳ điện
áp âm catot, còn các Tiristo được dẫn thông tại thời điểm có xung mở và bị khoá
bởi việc mở Tiristo ở nửa chu kỳ kế tiếp). Về trị số, thì dòng điện trung bình chạy
qua van bằng I
tb
=(1/2) I
d
, dòng điện hiệu dụng của van I
hd
= 0,71. I
d
Nhìn chung các loại chỉnh lưu cầu một pha có chất lượng điện áp tương
đương như chỉnh lưu cả chu kỳ với biến áp có trung tính, chất lượng điện một chiều
như nhau, dòng điện làm việc của van bằng nhau, nên việc ứng dụng chúng cũng
tương đương nhau. Mặc dù vậy ở chỉnh lưu cầu một pha có ưu điểm hơn ở chỗ:
điện áp ngược trên van bé hơn; biến áp dễ chế tạo và có hiệu suất cao hơn. Thế
nhưng chỉnh lưu cầu một pha có số lượng van nhiều gấp hai lần, làm giá thanh cao
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 22 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm
TRƯỜNG ĐHSPKT VINH  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
hơn, sụt áp trên van lớn gấp hai lần, chỉnh lưu cầu điều khiển đối xứng thì việc điều
khiển phức tạp hơn.
Kết luận: Các sơ chỉnh lưu một pha cho ta điện áp với chất lượng chưa cao,
biên độ đập mạch điện áp quá lớn, thành phần hài bậc cao lớn điều này không đáp
ứng được cho nhiều loại tải. Muốn có chất lượng điện áp tốt hơn chúng ta phải sử
dụng các sơ đồ có số pha nhiều hơn.
2. Mạch chỉnh lưu hình tia ba pha
2.1. Sơ đồ nối dây hình tia ba pha
Hình 2-8: Sơ đồ nguyên lý hệ
thống CL - Đ hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế
- BA: Là máy biến áp 3 pha dùng để cấp cho mạch chỉnh lưu

- Điện áp Anôt - Katôt phải dương (U
A
> 0)
- Có tín hiệu điều khiển đặt vào điện cực điều khiển và Katôt của van
Do đặc điểm trên mà ta có thể điều khiển được thời điểm mở của các van
bán dẫn trong khoảng nửa chu kỳ điện áp dương đặt lên van.
Với chỉnh lưu pha ở 1 thời điểm bất kỳ luôn có một van dẫn động đó là van
nối với pha nào đó có thế dương nhất và có dòng điều khiển.
Trong thời gian 1 chu kỳ, 1 pha sẽ lần lượt đạt giá trị cực đại dương cách
nhau 1 khoảng thời gian là 1/N chu kỳ, thời gian mở tối đa 1 van là 1/N chu kỳ điện
áp.
Thời điểm mở tự nhiên của các van trong sơ đồ chỉnh lưu N pha được tính từ
thời điểm điện áp trên các van đang mở thấp hơn điện áp đặt lên van kế tiếp.
Nếu tính từ thời điểm điện áp của 1 pha bắt đầu dương thì thời điểm mở tự
nhiên của van được xác định theo công thức:
N
ππ
α
−=
2
Nếu ta đưa xung điều khiển tới van chậm hơn so với thời điểm mở tự nhiên
của van 1 góc α thì tất cả các van còn lại sẽ mở chậm hơn so với thời điểm mở tự
nhiên 1 góc α.
Đường cong của điện áp chỉnh lưu và trị số trung bình của điện áp chỉnh lưu
sẽ thay đổi và phụ thuộc vào thời gian mở của các van.
Góc α là góc mở và α = 0 – 180
0
.
Khi α = 0 thì hệ chỉnh lưu điều khiển làm việc như sơ đồ không.
Do đặc điểm vừa nêu mà trong sơ đồ tia 3 pha các van chỉ mở trong một giới

θ
θ
θ
θ
Hình 2-9: Đồ thị chỉnh lưu Tiristor hình tia 3 pha
Khi biến áp có ba pha đấu sao (Y) trên mỗi pha A,B,C ta nối một van như
hình 2-8 ba catot đấu chung cho ta điện áp dương của tải, còn trung tính biến áp sẽ
là điện áp âm. Ba pha điện áp A,B,C dịch pha nhau một góc là 120
0
theo các đường
cong điện áp pha, chúng ta có điện áp của một pha dương hơn điện áp của hai pha
kia trong khoảng thời gian 1/3 chu kỳ (120
0
). Từ đó thấy rằng, tại mỗi thời điểm
chỉ có điện áp của một pha dương hơn hai pha kia.
Nguyên tắc mở thông và điều khiển các van ở đây là khi anot của van nào
dương hơn van đó mới được kích mở. Thời điểm hai điện áp của hai pha giao nhau
được coi là góc thông tự nhiên của các van bán dẫn. Các Tiristior chỉ được mở
thông với góc mở nhỏ nhất tại thời điểm góc thông tự nhiên (như vậy trong chỉnh
lưu ba pha, góc mở nhỏ nhất
α
= 0
0
sẽ dịch pha so với điện áp pha một góc là 30
0
).
Tại mỗi thời điểm nào đó chỉ có một van dẫn, như vậy mỗi van dẫn thông
trong 1/3 chu kỳ nếu điện áp tải liên tục, còn nếu điện áp tải gián đoạn thì thời gian
dẫn thông của các van nhỏ hơn. Tuy nhiên trong cả hai trường hợp dòng điện trung
bình của các van đều bằng 1/3.Id. Trong khoảng thời gian van dẫn dòng điện của

> u
A
GVHD: Th.s Vũ Anh Tuấn - 25 - SVTH: Nguyễn Thị Thắm