Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Chơng 4
Điều chỉnh tốc độ truyền động điện
Các hệ thống bộ biến đổi - động cơ
Đ 4.1. Hệ bộ biến đổi - động cơ một chiều:
4.1.1. Hệ Máy phát - Động cơ một chiều (F-Đ):
Trớc đây, hệ thống Máy phát - Động cơ một chiều là một hệ
truyền động điện điều chỉnh tốt nhất. Điều chỉnh tốc động động cơ rất
linh hoạt và thuận tiện. Tuy nhiên hệ thống dùng nhiều máy điện quay
nên cồng kềnh, khi làm việc gây ồn, rung, nên đòi hỏi phải có nền
móng vững chắc. Sơ đồ nguyên lý nh hình 4-1.
Coi mạch từ máy phát cha bảo hoà, nên ta có:
E
F
= K
F
.
F
.
F
= K
F

Phơng trình đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ dùng máy phát:







=-
=-
E
R

K.U
R

F
FKF
K
K
M
K
K
M
Đ
Đ
Đ
Đ
()
()

= 0) là chế
độ hãm tái sinh hay chế độ máy phát ( >
0
) của động cơ;
Trang 129
~
ĐK
F Đ
U
KĐ
U
đk

U
đkU
i
KĐ
i
KF

F

Đ
M
MSX
U
KF
Hình 4-1: Điều chỉnh tốc độ động cơ ĐM
đl
dùng máy phát

F1
>0
E
F
= 0
E

F1
<0
U

I

e
Đ
e
F
ĐS
C
ktF
I
ktF
+
-
C
ktĐ
I
ktĐ
ĐC
T

động ngợc và sẽ làm việc xác lập ở điểm B (chế độ hãm tái sinh).
Khi điều chỉnh E
F
thì sẽ thay đổi đợc tốc độ động cơ
cb
;
khi đảo chiều i
ktF
thì đảo chiều đợc E
F
và nh vậy đảo chiều đợc .
Nếu kết hợp điều chỉnh và đảo chiều từ thông của động cơ thì sẽ
điều chỉnh và đảo chiều đợc tốc độ của động cơ
cb
.
Nh vậy, kết hợp điều chỉnh i
ktF
và i
ktĐ
thì sẽ điều chỉnh đợc tốc
độ động cơ
cb
và
cb
(cả 2 vùng tốc độ).
4.1.2. Hệ Chỉnh lu - Động cơ một chiều (CL-ĐM):
Khi ta dùng các bộ chỉnh lu có điều khiển - hay là các bộ chỉnh
lu dùng thyristor để làm bộ nguồn một chiều cung cấp cho phần ứng
động cơ điện một chiều, ta còn gọi là hệ T - Đ.
Sơ đồ nguyên lý:

+
=-
E
E
đm
cl
đm
đm
cl
đm
'
d
d
K
RR
K
I
K
RR
K
M
0
0
2
0
.cos
.
.cos
()
.

d

0đm Trang 131
~
ĐM
U
KĐ
U
đk

i
KĐ

Đ
M
MSX
Hình 4-3: Điều chỉnh tốc độ động cơ ĐM
đl

đm
I
c
I
d
b)
E
d0

1
E
d
>0
E
d
<0
E
d
=0
Giới hạn

max



01
01
I
d.gđ
I











(4-5)
Trong đó: X
BA
- điện kháng máy biến áp.
L


- Điện cảm tổng mạch phần ứng.
f
l
- tần số lới.
m - số pha chỉnh lu.
Trong vùng dòng điện gián đoạn (

0
<
0
):



đm
đm
0
m

m

.cos( / )
(4-6)
Trong đó: E
2m
- biên độ sức điện động thứ cấp máy biến áp CL.
Đờng giới hạn tốc độ cực đại:




gh
du
dblt
E
K
R
K
I
.max .
.cos
=
0
(4-7)

phối hợp điều khiển
kiểu tuyến tính:

1
+
2
= (4-9)
Khi đó, các đặc tính cơ của hệ T - ĐM sẽ gần giống hệ F - Đ
(hình 4-5a).
Khi
phối hợp điều khiển kiểu phi tuyến (phối hợp không hoàn
toàn) thì sẽ có thêm hệ số phi tuyến :

1
+
2
= + (4-
10)
Góc phụ thuộc vào các giá trị của
1
và
2
một cách phi tuyến.
Lúc này các đặc tính cơ của hệ T - ĐM có đoạn phi tuyến ở
vùng gần trục tung (hình 4-5b).
Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Trang 133

ktF
và i
ktĐ
thì sẽ điều chỉnh đợc tốc
độ động cơ
cb
và
cb
(cả 2 vùng tốc độ).
4.1.3. Hệ Khuếch đại từ - Động cơ một chiều (KĐT - ĐM):
Sơ đồ nguyên lý: Để điều chỉnh tốc độ động cơ dùng khuếch đại từ, ta thay đổi
dòng điều khiển khuếch đại từ (thay đổi góc từ hoá
s
) thì điện áp ra
của khuếch đại từ sẽ thay đổi và nh vậy sẽ điều chỉnh đợc tốc độ
động cơ:



=


MSX
Hình 4-6: Sơ đồ Khuếch đại từ - Động cơ điện một chiều
U
KĐT
= U

~
U
KĐT1
U
KĐT2
ĐK
I
KĐT
= I

Hình 4-5: a) Điều khiển chung phối hợp kiểu tuyến tính.
b) Điều khiển chung phối hợp kiểu phi tuyến.

a)

1min

0đm
-
I
c
I
d


Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động Ths. Khơng Công Minh Giáo Trình: Truyền động điện Tự động
Trang 135
4.1.4. Hệ Băm điện áp - Động cơ một chiều (ĐAX - ĐM):
Sơ đồ nguyên lý:
Sơ đồ hình 4-7 giới thiệu một sơ đồ đơn giản của hệ ĐAX - ĐM
dùng khóa đóng/cắt bằng thyristor. Trong đó, bộ nguồn một chiều là
bộ chỉnh lu cầu diot ba pha CL, táo ra điện áp U
d
tơng đối bằng
phẳng, giúp cho việc duy trì chế độ dòng điện liên tục đợc dễ dàng.
Điều khiển thyristor T
1
mở/khóa bằng xung mở của bộ điều khiển
BĐK, ta sẽ đợc điện áp ra của bộ băm nối tiếp U
b
đặt vào phần ứng
của động cơ ĐM, tơng ứng sẽ có tốc độ .
Trong chế độ dòng điện liên tục, các đại lợng trong hệ đợc
tính toán theo giá trị trung bình:
Điện áp hoặc s.đ.đ. trung bình của bộ ĐAX:
E

Dòng điện trung bình mạch phần ứng sẽ là:
I

= I
tb
=


=

u
d
u
b
R
KU
R
EE
(4-13)
Phơng trình đặc tính cơ-điện và đặc tính cơ của hệ ĐAX - ĐM
có dạng:

u
ud
I
K
R
K
U

Xung điều khiển các thyristor T
1
và T
2
đợc tạo ra nhờ bộ BĐK
với tần số xung f
x
= 1/T
x
. Khi thay đổi chu kỳ xung T
x
hay tần số xung
f
x
, ta sẽ làm thay đổi thời gian mở/khóa của T
1
và T
2
, từ đó thay đổi
đợc điện áp U
b
và U

2

C
+
-
L D
V
0
U
b
=U

ĐAX
I
d

I


1
= 1

2

3

4

5
= 0