THIẾT KẾ CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA - Tài Liệu Text - 123doc

Tải bản đầy đủ (.docx) (40 trang)

1. Trang chủ
>>
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ
>>
3. Điện - Điện tử

THIẾT KẾ CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (534.01 KB, 40 trang )

LỜI NÓI ĐẦUĐiện tử công suất là lĩnh vực kĩ thuật hiện đại, nghiên cứu ứng dụng của các linhkiện bán dẫn công suất làm việc ở chế độ chuyển mạch và quá trình biến đổi điện năng.Ngày nay, không riêng gì ở các nước phát triển,ngay cả ở nước ta các thiết bị bándẫn đã và đang thâm nhập vào các ngành công nghiệp và cả trong lĩnh vực sinh hoạt. Cácxí nghiệp, nhà máy như: xi măng, thủy điện, giấy,đường,dệt… đang được sử dụng ngàycàng nhiều những thành tựu của công nghiệp điện tử nói chung và điện tử công suất nóiriêng. Đó là những minh chứng cho sự phát riển của nghành công nghiệp này.Với mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, ngày càng có nhiều xí nghiệpmới, dây chuyền mới sử dụng kĩ thuật cao đòi hỏi cán bộ kĩ thuật và kĩ sư điện nhữngkiến thức về điện tử công suất. Cũng vì lý do đó, trong học kì này em được nhận đồ ánđiện tử công suất về đề tài: “THIẾT KẾ CHỈNH LƯU HÌNH TIA BA PHA – ĐỘNG CƠĐIỆN MỘT CHIỀU CÓ ĐẢO CHIỀU”.Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy Chu Đức Toàn đãtận tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án.Mặc dù đã cố gắng dành nhiều công sức cũng như thời gian nhưng cũng không tránhkhỏi sai sót, em mong được sự góp ý và chỉ bảo của thầy cô trong khoa.Sinh viên thực hiện:Phạm Thế Hiển- Lưu Trọng Hiếu.Mục lụcCHương 1: Tổng quan về động cơ điện 1 chiều và các phương pháp điều chỉnh tốc độđộng cơ bằng cách thay đổi điện áp.Chương 2: Tính chọn mạch động lựcChương 3: Thiết kế mạchChương 4: Tính chọn thiết bị.Chương 5: Mô phỏng.Kết luậnTài liệu tham khảoCHƯƠNG ITỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN 1 CHIỀU VÀ CÁCPHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ BẰNGCÁCH THAY ĐỔI ĐIỆN ÁPTrong nền sản xuất hiện đại, máy điện một chiều vấn được coi là một loại máy quantrọng. Nó có thể dùng làm động cơ điện, máy phát điện hay dùng trong những điều kiệnlàm việc khác.Động cơ điện một chiều có đặc tính điều chỉnh tốc độ rất tốt, vì vầy máy được dùngnhiều trong những nghành công nghiệp có yêu cầu cao về điều chỉnh tốc độ như cán thép,hầm mỏ hay giao thông vận tải….I.1.Tổng quan về động cơ điện một chiều.I.1.1.Phân loại:Động cơ điện một chiều chia là nhiều lại tùy theo sự bố trí của cuộn kích từ:-Động cơ điện một chiều kích từ độc lập.- Động cơ điện một chiều kích từ song song.- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.- Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp.I.1.2.Ưu nhược điểm của động cơ một chiều.-Ưu điểm:Có nhiều phương pháp điều chỉnh tốc độ.Có nhiều phương pháp hãm tốc độ.Nhược điểm:• Tốn nhiều kim loại màu.• Chế tạo, bảo quản khó khăn.• Giá thành đắt hơn máy điện khác.••-I.1.3. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động.HÌnh1.1:Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập.Hình 1.1- Sơ đồ nguyên lý động cơ điệnHình 1.2 - Sơ đồ nguyên lý động cơ điện mộtmột chiều kích từ độc lậpchiều kích từ song song lậpI.2.Đặc tính cơ của máy điện một chiều.Quan hệ giữa tốc độ và mômen động cơ được gọi là đặc tính cơ của động cơ. w =f(M) hoặc n = f(M).Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sảnxuất. wc= f(Mc) hoặc nc = f(Mc).Ngoài đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc tính cơđiện. Đặc tính cơ điện biểu diễn mối quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch độngcơ: w = f(I) hoặc n =f(I).I.2.1.Phương trình đặc tính cơ:Theo sơ đồ hình 1.1 ta có thể viết phương trình cân bằng điện áp của mạch phần ứngnhư sau:Uư = Eư + (Rư + Rp).Iư(2.1)Trong đó:- Uư là điện áp phần ứng động cơ, (V)- Eư là sức điện động phần ứng động cơ (V).- Rư là điện trở cuộn dây phần ứng- Rp là điện trở phụ mạch phần ứng.- Iư là dòng điện phần ứng động cơ.Rư = rư + rct + rcb + rcp-(2.2)rư: Điện trở cuộn dây phần ứng.rct: Điện trở tiếp xúc giữa chổi than và phiến góp.rcb: Điện trở cuộn bù.rcp: Điện trở cuộn phụ.Eu =p.N.φ .ω = K .φ .ω2πaSức điện động phần ứng tỷ lệ với tốc độ quay của rôto:K=p.N2πaLà hệ số kết cấu của động cơ.ω - Từ thong qua mỗi cực từ.p- Số đôi cực từ chính.(2.3)N- Số thanh dẫn tác dụng của cuộn ứng.a- Số mạch nhánh song song của cuộn ứng. Hoặc ta có thể viết:Eư =KeФ.n(2.4)VàVậy:Ke=K/9,55 =0,105KNhờ lực từ trường tác dụng vào dây dẫn phần ứng khi có dòng điện, rôto quay dướitác dụng của mômen quay:M=K.Ф.Iư(2.5)Từ hệ 2 phương trình (2.1) và (2.3) ta có thể rút ra được phương trình đặc tính cơđiện biểu thị mối quan hệ ω = f(I) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập như sau:(2.6)Từ phương trình(2.5)rút ra Iư thay vào phương trình (2.6) ta được phương trình đặctính cơ biểu thị mối quan hệ ω = f(M) của động cơ điện một chiều kích từ độc lập nhưsau:(2.7)Có thể biểu diễn đặc tính cơ dưới dạng khác:ω= ω 0- ∆ωTrong đó:(2.8)gọi là tốc độ không tải lý tưởng.gọi là độ sụt tốc độPhương trình đặc tính cơ (2.7) có dạng hàm bậc nhất y = B + Ax, nên đường biểudiễn trên hệtọa độ M0ω là một đường thẳng với độ dốc âm. Đường đặc tính cơ cắt trụctung 0ω tại điểm có tungđộ. Tốc độ ω0 được gọi là tốc độ không tải lý tưởngkhi không có lực cản nào cả. Đó là tốc độ lớn nhất của động cơ mà không thể đạt được ởchế độ động cơ vì không bao giờ xảy ra trường hợp MC = 0.Hình 1..3- Đặctính cơcủađộngcơđiệnmộtchiềukích từđộclậpKhi phụ tải tăng dần từ MC = 0 đến MC = Mđm thì tốc độ động cơ giảm dần từω 0 đến ωđm.Điểm A(Mđm, ω đm) gọi là điểm định mức.Rõ ràng đường đặc tính cơ có thể vẽ được từ 2 điểm ω0 và A. Điểm cắt của đặc tínhcơ với trục hoành 0M có tung độ ω = 0 và có hoành độ suy từ phương trình (2.7):(2.9)Hình1.6 - Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ điện một chiều kích từ độc lậpMômen Mnm và Inm gọi là mômen ngắn mạch và dòng điện ngắn mạch. Đó là giátrị mômen lớn nhất và dòng điện lớn nhất của động cơ khi được cấp điện đầy đủ mà tốcđộ bằng 0. Trường hợp này xảy ra khi bắt đầu mở máy và khi động cơ đang chạy mà bịdừng lại vì bị kẹt hoặc tải lớn quá kéo không được. Dòng điện I nm này lớn và thườngbằng:Inm = (10 ÷ 20)IđmNó có thể gây cháy hỏng động cơ nếu hiện tượng tồn tại kéo dài.I.2.2.Các ảnh hưởng của tham số đến đặc tính cơ.Phương trình đặc tính cơ (2.7) cho thấy, đường đặc tính cơ bậc nhất ω = f(M) phụthuộc vào các hệ số của phương trình, trong đó có chứa các thông số điện U, Rp và Ф.Ta lần lượt xét ảnh hưởng của từng thông số này.* Trường hợp thay đổi điện áp phần ứngVì điện áp phần ứng không thể vượt quá giá trị định mức nên ta chỉ có thể thay đổivề phía giảm.U− biến đổi; Rp = const; Ф= constTrong phương trình đặc tính cơ, ta thấy độ dốc (hay độ cứng) đặc tính cơ khôngthay đổi:Tốc độ không tải lý tưởng ω0 thay đổi tỷ lệ thuận với điện áp:Như vậy khi thay đổi điện áp phần ứng ta được một họ các đường đặc tính cơ songsong với đường đặc tính cơ tự nhiên và thấp hơn đường đặc tính cơ tự nhiên.Hình 1.7 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện kích từ độc lập khi giảm điện áp phần ứng* Trường hợp thay đổi điện trở mạch phần ứngVì điện trở tổng của mạch phần ứng: RưΣ = Rư + Rưf nên điện trở mạch phần ứngchỉ có thể thayđổi về phía tăng Rưf.Uư = const ; Rưf = var; Ф = constTrường hợp này, tốc độ không tải giữ nguyên:Còn độ dốc (hay độ cứng) của đặc tính cơ thay đổi tỷ lệ thuận theo RưΣNhư vậy, khi tăng điện trở RưΣ trong mạch phần ứng, ta được một họ các đường đặctính cơ nhân tạo cùng đi qua điểm (0, ω0).Hình1.8 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện một chiều kích từ độclập khi tăng điện trở phụ trong mạch phần ứng.* Trường hợp thay đổi từ thông kích từUư = const; Rưf = const; Ф = varĐể thay đổi từ thông Ф, ta phải thay đổi dòng điện kích từ nhờ biến trở Rkt mắc ởmạch kích từ của động cơ. Vì chỉ có thể tăng điện trở mạch kích từ nhờ Rkt nên từ thôngkích từ chỉ có thể thay đổi về phía giảm so với từ thông định mức.Trường hợp này, cả tốc độ không tải lý tưởng và độ dốc đặc tính cơ đều thay đổi.Khi điều chỉnh giảm từ thông kích từ, tốc độ không tải lý tưởng ω0tăng, còn độ cứngđặc tính cơ thì giảm mạnh. Họ đặc tính cơ nhân tạo thu được như hình 2.7.Hình 1.9 - Họ đặc tính cơ nhân tạo của động cơ điện một chiều kích từ độc lập khi giảm từ thông kích từ.I.3.Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lậpbằng phương pháp điện áp.Truyền động điện được dùng để dẫn động các bộ phần làm việc của các máy sảnxuất khác. Thường phải điều chỉnh tốc độ truyền động của các bộ phận làm việc. Vì vậyđiều chỉnh tốc độ động cơ điện là biến đổi tốc độ một cách chủ động, theo yêu cầu đặt racho các quy luật chuyển động của bộ phần làm việc mà không phụ thuốc mômen phụ tảitrên trục động cơ.Xét riêng về phương diện tốc độ của động cơ điện một chiều là có nhiều ưu điểmhơn so với các loại động cơ khác, không những có thể điều chỉnh tốc độ dễ dàng, đa dạngcác phương pháp điều chỉnh, cấu trúc mạch động lực, mạch điều khiển đơn giản hơn.Đồng thời đạt chất lượng điều chỉnh cao, dải điều chỉnh rộng.Thực tế có 2 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều bằng điện áp:--Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơĐiều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơVì vậy cần phải có những bộ biến đổi phù hợp để cung cấp mạch điện phần ứnghoặc mạch kích từ của động cơ. Cho đến nay thường sử dụng những bộ biến đổdựa trên các nguyên tắc truyền động sau:Hệ truyền động máy phát- động cơ(F-Đ)Hệ truyền động chỉnh lưu tiristor-động cơ(T-Đ)(được sử dụng với đồ án này)• Hệ truyền độngchỉnh lưu tiristor-động cơ(T-DD)Tốc độ động cơ thay đổi bằng cách thay đổi điện áp chỉnh lưu cấp cho phần ứngcủa động cơ, để thay đổi điện áp chỉnh lưu ta chỉ cần sử dụng mạch điều khiển,thay đổi thời điểm thông van thyristor.Hình1.10Ưu điểm của hệ này là tác động nhanh, không gây ồn ào và dễ tự động hóa. Do cácvan bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất cao, điều đó thuận lơi cho việc thiết lập hệthống điều chỉnh nhiều vòng, để nâng cao chất lương đặc tính tĩnh và các đặc tính của hệthống.Nhược điểm là do các van có đặc tính phi tuyến, dạng chỉnh lưu của điện áp cóbiên độ đập mạch gây tổn hao phụ trong máy điện. Hệ số công suất cos của hệ thống nóichung là thấp. Tính dẫn điện 1 chiều của van buộc ta phải sử dụng 2 bộ biến đổi để cấpđiện cho động cơ có đảo chiều quay.a, Sơ đồ thay thế tính toánHình 3.2Từ phương trình đặc tính động cơ tổng quát:Ta thấy sự thay đổi Un thì w0 sẽ thay đổi, còn ∆ ω =constVậy ta sẽ được các đường đặc tính điều chỉnh song song với nhauHình 3.3Như vậy muốn thay đổi điện áp phần ứng ta phải có bộ nguồn cung cấp điện áp 1chiều thay đổi được điện áp ra.b, Bộ biến đổi T-Đ:Là phương pháp biến đổi điện tử, bán dẫn. Ta xét hệ T-Đ:Chế độ dòng liên tục: Ed = Ed0.cosαKhi thay đổi góc điều khiểnα= (0 – π) thì Ed thay đổi từ Ed0 đến- Ed0 và ta sẽ được 1hệ đặc tính cơ song song nằm ở mức bên phải của mặt phẳng tọa độ.CHƯƠNG II:TÍNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰCII.1.Một số mạch chỉnh lưu điều khiển.2.1.1 Chỉnh lưu điều khiển cầu 3 pha đối xứnga.Sơ đồ mạch điệnHìnhlưu2.1 Mạch chỉnhcầu 3 pha+) Sơđồ chỉnh lưucầu 3pha đối xứnggồmcó 6 tiristo chiathành2 nhóm:Nhóm katốt•chung gồm 3•tiristo : T1, T3, T5Nhóm anốt chung gồm 3 tiristo : T2. T4, T6+) Điện áp các pha thứ cấp MBA có phương trình:Ua= U2Ub= U2 /3)Uc = U2+) Góc mở α được tính từ giao điểm của hai điện áp pha.b.Nguyên lí hoạt độngGiả thiết T5, T6 đang cho dòng chạy qua:• Khi θ = = + α cho xung điều khiển mở T1. Tiristo này mở vì >0. Sự mở của T1 làm choT5 bị khóa lại một cách tự nhiên vì >. Lúc này T6 và T1 cho dòng đi qua. Điện áp ra trêntải : = = –• Khi θ = = +α cho xung điều khiển mở T2. Tiristo này mở vì T6 dẫn dòng nó đặt lêncatốt T2 mà >. Sự mở của T2 làm cho T6 khóa lại một cách tự nhiên vì >. Các xung điều khiển lệch nhau được lần lượt đưa đến các cực điều khiển của cáctiristo theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1… Trong mỗi nhóm, khi 1 tiristo mở nó sẽ khóangay 1 tiristo trước nó, như trong bảng sau:Bảng 4.1 Thời điểm mở, khóa của tiristoThời điểm= π/6 + α= 3π/6 + αMởT1T2KhóaT5T6= 5π/6 + α= 7π/6 + α= 9π/6 + α= 11π/6 + α•••••T3T4T5T6T1T2T3T4Điện áp trung bình trên tảiU2 θ = .Điện áp ngược cực đại đặt lên van: = 2.45Số lần đập mạch trong 1 chu kì la 6Dòng điện chạy qua các van : = /3Công suất của MBA: = 1.052.1.1 Đồ thì điện áp và dòng điệnHình 2.2 Đồ thị điệp áp và dòng điện chỉnh lưu cầu 3 phac.Ưu điểm•••Điện áp ra đập mạch nhỏ do vậy mà chất lượng điện áp tốt.Hiệu sử dụng MBA tốt do dòng điện chạy trong van đối xứng.Điện áp ngược trên van là lớn nhưng do = 2.34 => có thể sử dụng vớiđiện áp khá cao.d Nhược điểm••Cần phải mở đồng thời hai van theo đúng thứ tự pha nên rất phức tạpSụt áp trong mạch van gấp đôi sơ đồ hình tia nên cũng không phù hợp•với cấp điện áp ra tải dưới 10V.Nó gây khó khăn khi chế tạo vận hành và sửa chữa.II.1.2.Chỉnh lưu hình tia 3 pha:a.Sơ đồ và dạng sóng:Hình 2-3Hình 2-4Gồm 1 máy biến áp 3 pha có thứ cấp nối Y0, 3 pha tiristor nối với tải như hình vẽ.-Điều kiện khi cấp xung điều khiển chỉnh lưu:+Thời điểm cấp xung điện áp pha tương ứng phải dương hơn so với trung tính.+Nếu có các thyristor khác đang dẫn thì điện áp pha tương ứng phải dương hơn pha kia.Vì thế phải xét đến thời gian cấp xung đầu tiên.-Góc mở tự nhiên:α+Góc mởđược xác định từ lúc điện áp đặt lên van tương ứng chuyển từ âm đến 0 (từđóng sang khó) cho đến khi bắt đầu đặt xung điều khiển vào.+Điện áp gây nên quá trình chuyển mạch: điện áp dây.0≤α θ 2. Tạiθ1điện áp đặt lên u1 > 0, có xung kíchu v1 = 0u v 2 = u 2 − u1 < 0u = u − u < 031 v3T1 mở, T2, T3 đóng, lúc này:+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u1 : ud = u1+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện qua van 1: id = Id = i1+Dòng điện qua T2, T3 bằng 0: i2 = i3 = 0Trong nhịp V1: uV2 từ âm chuyển lên 0, khi uV2 = 0 thì T2 mở, lúc này uV1 = u1 – u2 =0 và bắt đầu âm nên T1 đóng, kết thúc nhịp V1, bắt đầu nhịp V2.θ 2 − > θ3*Nhịp V2: từLúc này:u v 2 = 0u v1 = u1 − u 2u = u − u32 v3T2 mở, T1, T3 đóng.+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u2: ud = u2+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 2:id = Id = i2+Dòng điện qua T1, T3 bằng 0: i1 = i3 = 0Trong nhịp V2: uV3 từ âm chuyển lên 0, khi uV3 = 0 thì T3 mở, lúc này uV2 = u2 – u3 =0 và bắt đầu âm nên T2 đóng, kết thúc nhịp V2, bắt đầu nhịp V3.θ3 − > θ 4*Nhịp V3: từLúc này:u v 3 = 0u v1 = u1 − u 3u = u − u23 v2T3 mở, T1, T2 đóng.+Điện áp chỉnh lưu bằng điện áp u3: ud = u3+Dòng điện chỉnh lưu bằng dòng điện dòng điện qua van 3:id = Id = i3+Dòng điện qua T1, T2 bằng 0: i1 = i2 = 0Trong nhịp V3: uV1 từ âm chuyển lên 0, khi uV1 = 0 thì T1 mở, lúc này uV3 = u3 – u1 =0 và bắt đầu âm nên T3 đóng, kết thúc nhịp V3, bắt đầu nhịp V1.Trong mạch ,dạng sóng của dòng điện phụ thuộc vào tải, tải thuần trở dòng điện i dcùng dạng sỉng ud ,khi điện kháng tải tăng lên ,dòng điện càng trở nên bằng phẳng hơn,khi Ld tiến tới vô cùng dòng điện id sẽ không đổi, id = Id .*Các giá trị trung bình:-Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu:TUd =13u d .dt =∫T 02ππ 2π++α6 3U∫π6U di0 =Đặtkhiển với3 6U2πα =0+αm. sin θ .dθ =3 6U . cos α2π: giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu của bộ chỉnh lưu điều0U d = U di 0 . cos αSuy ra*Hiện tượng trùng dẫn:+Vì trong thực tế điện cảm của nguồn và của tải đó kéo dài quá trình chuyển mạch, dovậy khi một tiristor này đang giảm dần dòng điện về 0 thì tiristor khác lại có dòng điệntăng lên với cùng tốc độ. Khoảng thời gian chuyển tiếp này có sự trùng dẫn.µ+Trong khoảng chuyển mạch được đặc trưng bằng góc chuyển mạch . Lúc này dòngđiện tải là tổng dòng điện 2 tiristor cùng dẫn. Điện áp trên tải là trung bình của điện áp 2pha đang dẫn.Hiện tượng chuyển mạch làm giảm điện áp trung bình.c. Ưu điểmSo với chỉnh lưu 1 pha thì chỉnh lưu 3 pha có chấ lượng điện áp 1 chiều tốt hơn,biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé hơn, do chỉ có 1 vandân nên sụt áp trên van là nhỏ => công suất tiêu thụ của van nhỏ. Việc điều khiển các vantương đối đơn giản.d. Nhược điểmSơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra chưa thật tốt lắm. Điện áp ra cóđộ đập mạch lớn => xuất hiện nhiều thành phần điều hòa bậc cao.Hiệu suất sử dụng máybiến áp không cao.2.2- Hệ thống bộ chỉnh lưu - động cơ có đảo chiềuBộ chỉnh lưu kép điều khiển chung:Trong bộ chỉnh lưu kép điều khiển chung, xung kích được đưa tới cả hai bộ chỉnhlưu nhưng với góc kích khác nhau, sao cho tổng điện áp DC của hai bộ chỉnh lưu là zerođể không có dòng DC chạy qua móc vòng trong hai bộ chỉnh lưu. Do đó:Vd1 + Vd 2 = 0⇒ Vd 0 cos α 1 + Vd 0 cos α 2 = 0⇒ cos α 1 + cos α 2 = 0⇒ α 1 + α 2 = 180 0(1)Công thức (1) cho thấy khi một bộ chỉnh lưu hoạt động ở chế độ chỉnh lưu, bộ cònlại hoạt động ở chế độ nghịch lưu. Do hai bộ chỉnh lưu hoạt động ở các chế độ khác nhau,điện áp tức thời ngõ ra của chúng khác nhau, dẫn đến có dòng cân bằng xoay chiều chạyvòng trong hai bộ chỉnh lưu. Để giảm dòng cân bằng, cuộn kháng cân bằng L 1 và L2 phảiđược thêm vào mạch chỉnh lưu như hình vẽ. Như vậy, mặc dù cả hai bộ chỉnh lưu đềuhoạt động, khi động cơ đang làm việc theo một chiều nào đó thì chỉ có một bộ chỉnh lưucung cấp dòng cho phần ứng động cơ, còn bộ chỉnh lưu kia chỉ tải dòng cân bằng.Quá trình đảo chiều động cơ diễn ra như sau: giả sử ban đầu động cơ hoạt độngtheo chiều thuận (góc phần tư thứ nhất) với bộ chỉnh lưu 1 ở chế độ chỉnh lưu. Khi đảoα1α2chiều, góc kíchsẽ được tăng lên vàgiảm đi theo quan hệ (1). Sức điện động E củaVd1động cơ sẽ lớn hơnVd 2và, nên động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh ở gócα2phần tư thứ hai. Dòng phần ứng lúc này do bộ chỉnh lưu 2 cung cấp. Vìđược giảmdần nên động cơ giảm tố, sau đó tăng tốc theo chiều ngược lại cho đến khi đạt tốc độ ổnđịnh.Hình 2-5Ưu điểm: Bộ chỉnh lưu kép điều khiển chung có mạch điều khiển đơn giản hơn kiểuđiều khiển riêng. Dòng điện phần ứng động cơ có thể đảo chiều một cách tự nhiên, nên hệthống có độ ổn định tốc độ tốt trong suốt dải làm việc của đặc tính cơ.Nhược điểm: Việc thêm cuộn kháng cân bằng khiến hệ thống trở nên cồng kềnh,tăng giá thành, giảm hiệu suất và hệ số công suất. Đáp ứng quá độ trở nên chậm đi do thờihằng phần ứng tăng thêm.Kết luậnTừ yêu cầu thiết kế về chất lượng điện áp một chiều tốt để có thể cung cấp chođộng cơ điện 1 chiều đảm bảo phù hợp yêu cầu công nghệ , nên em chọn sử dụng mạchchỉnh lưu dùng sơ đồ tia 3 pha có điều khiển đảo chiều là hợp lý hơn cả.2.3.Tính toán mạch động lực:Hình 2.6: sơ đồ mạch lực chỉnh lưu tia 3 pha cho động cơ điện 1 chiều2.3.1-Tính chọn van động lực:1. Điện áp ngược của van:Ulv = Knv .U2Với U2 =Trong đó:UdKu2201,17==188,03 (V)Ud : điện áp tải của vanU2 : điện áp nguồn xoay chiều của vanKu : hệ số điện áp tải (tra bảng Ku = 1,17)Knv : hệ số điện áp ngược (tra bảng Knv =Ulv =66).188.03 = 460.58 (V)Để chọn van theo điện áp hợp lý thì điện áp ngược của van cần chọn phải lớn hơnđiện áp làm việc.Unv = Kdt u . Ulv = 1,6 . 460,58 = 736,93 (V)Trong đó: Kdt u : hệ số dự trữ ( Kdt u = 1,6 – 2)2. Dòng điện làm việc của van:Ilv = IhdDòng điện hiệu dụng Ihd = Khd . Id =0,58 . 59,5 = 34,51 (A)Trong đó:Id : dòng điện tảiKhd : hệ số xác định dòng điện hiệu dụng(Tra bảng 8.2, Khd = 0,58)Với các thông số làm việc ở trên, chọn điều kiện làm việc của van là: có cánh tảnnhiệt với đủ diện tích bề mặt, cho phép van làm việc tới 40% Idm vIdm v = ki . Ilv = 1.4 . 34,51 = 48.09 (A)Trong đó: Ki =1.4 : hệ số dự trữ dòng điện.(Ki =1,1-1,4)Vậy thông số van là:Unv = 736,93 (V)Idm v = 48.09 (A)Tra phụ lục 2, ta chọn Tiristor loại XT2116-801 với các thông số định mức:-Dòng điện định mức của van: Idm = 50(A)-Điện áp ngược cực đại của van: Unv = 800 (V)-Độ sụt áp trên van: ∆U = 2 (V)-Dòng điện rò: Ir = 10 (mA)-Điện áp điều khiển: Udk = 3 (V)-Dòng điện điều khiển: Idk = 0,1 (A)2.3.2-Tính toán máy biến áp:1/ Ta chọn máy biến áp 3 pha 3 trụ, có sơ đồ đấu dây ∆∕Y, làm mát tự nhiên bằngkhông khí.2/ Điện áp pha sơ cấp máy biến áp:U1 = 380 (V)3/ Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:Phương trình cân bằng điện áp khi có tải:Ud0 cosαmin = Ud + 2∆Uv + ∆Udn + ∆UBATrong đó:αmin = 100 : góc dự trữ khi có suy giảm điện áp lưới∆Uv = 1,5 (V) : sụt áp trên tiristor∆Udn ≈ 0 : sụt áp trên dây nối∆UBA = ∆Ur + ∆Ux : sụt áp trên điện trở và điện kháng máy biến ápSơ bộ ∆UBA = 5% . Ud = 0,05 . 220 = 11 (V)Suy ra Ud0 =220 + 2.1,5 + 0 + 11cos 10 0= 237,61 (V)Công suất biểu kiến máy biến áp:SBA = kS . Pdmax= kS . Ud0 . Id= 1,34 . 237,61 . 59,5 = 18944,64 (W)Điện áp pha thứ cấp máy biến áp:Ud0kuU2 =237,611,17== 203,08 (V)4/ Dòng điện hiệu dụng thứ cấp máy biến áp:I2 =23. Id =23. 59,5 = 48,58 (A)5/ Dòng điện hiệu dụng sơ cấp máy biến áp:I1 = kBA . I2 =U2U1. I2 =203,08380. 48,58 = 25,96 (A)2.3.3- Thiết kế cuộn kháng lọc:1/ Xác định góc mở cực tiểu và cực đại:Chọn góc mở cực tiểu αmin = 100. Với góc mở αmin là dự trữ, ta có thể bù được sựgiảm điện áp lưới.-Khi góc mở nhỏ nhất α = αmin , điện áp trên tải lớn nhấtUd max = Ud0 . cosαmin = Ud dm và tương ứng với tốc độ động cơ sẽ lớn nhất nmax = ndm-Khi góc mở lớn nhất α = αmax , điện áp trên tải nhỏ nhấtUd min = Ud0 . cosαmax và tương ứng với tốc độ động cơ là nhỏ nhất nminTa có:α max= arcosU d minU d0= arcosTrong đó Ud min được xác định như sau: U d min 2,34.U 2D=n maxn minU ddm − I u .Ru ∑U d min − I u min .Ru ∑=[Udmin =Udmin =Udmin =Udmin =1. U d min + ( D − 1).I udm .Ru.∑D]1.[ 2,34.U 2 . cos α min + ( D − 1).I udm .( Ru + R BA + R dt ) ]D1 3.2,34.U 2 . cos α min + ( 20 − 1).I udm . Ru + R BA + . X BA 20 π1 3.2,34.203,08. cos 10 + ( 20 − 1).59,5. 0,187 + 0,16 + .0,304 20 πUdmin = 59,43 (V)a max =Suy raarcos U d min U d0= arcos= arcos 59,43  2,34.203,08  U d min 2,34.U 2= 82,8102/ Xác định các thành phần sóng hài:Ud ≈3 6cos α + ∑ U kn sin( 3θ − ϕ1 )2πn3/ Xác định điện cảm cuộn kháng lọc:α = α maxĐiện kháng lọc còn được tính khi góc mở. Ta có:U d + uσ = E + Ru ∑ I d + Rn ∑ iσ + LdiσdtCân bằng 2 vế:U σ = Riσ + LdidtRiσ