Đồ án Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo chiều, phụ tải MC=const

Ngày nay, nền khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng,với sự yêu cầu ngày càng cao của sản xuất tự động hoá, đơn giản, thuận tiện trong quá trình thao tác, vận hành và mong muốn giảm được sức lao động của người sản xuất, và chi phí ở mức thấp nhất. Nhưng yêu cầu về mặt chất lượng sản phẩm không ngừng nâng cao. Chính, vì những yêu cầu ấy mà có nhiều hệ thống truyền động được đưa vào ứng dụng như : - Hệ thống truyền động máy phát động cơ - Hệ thống truyền động máy điện khuyếch đại động cơ - Hệ thống truyền động xung áp động cơ - Hệ thống truyền động chỉnh lưu tiristor động cơ Trong phạm vi đề tài thì ta xét hệ thống truyền động van động cơ

doc56 trang | Chia sẻ: ngtr9097 | Lượt xem: 1573 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo chiều, phụ tải MC=const, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỀ TÀI THIẾT KẾ ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Người thiết kế: LÊ THÀNH ĐỒNG. Lớp K33IC Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN NGỌC KIÊN. Nội dung đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động val động cơ không đảo chiều, phụ tải MC=const với các chỉ tiêu kỹ thuật nh− sau: - Dùng sơ đồ cầu ba pha - Công suất động cơ: 1,5 kW - Dải điều chỉnh công suất: 50/1 - Sai lệch tĩnh: St = 5%. - số lượng bản vẽ: 3 bản A0 +Sơ đồ nguyên lý hệ thống +Giản đồ điện áp +Đặc tính tĩnh Thái Nguyên, ngày tháng năm 2001. Giáo viên hướng dẫn NGUYỄN NGỌC KIÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN BỘ MÔN TỰ ĐỘNG HOÁ XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP =====****====== ĐỒ ÁN MÔN HỌC TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN Họ và tên : LÊ THÀNH ĐỒNG Lớp : K33IA Gv hướng dẫn :NGUYỄN NGỌC KIÊN Ngày hoàn thành: 10 tháng 8 năm 2001 Phần 1 GIỚI THIỆU CHUNG Ngày nay, nền khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng,với sự yêu cầu ngày càng cao của sản xuất tự động hoá, đơn giản, thuận tiện trong quá trình thao tác, vận hành và mong muốn giảm được sức lao động của người sản xuất, và chi phí ở mức thấp nhất. Nhưng yêu cầu về mặt chất lượng sản phẩm không ngừng nâng cao. Chính, vì những yêu cầu ấy mà có nhiều hệ thống truyền động được đưa vào ứng dụng như : - Hệ thống truyền động máy phát động cơ - Hệ thống truyền động máy điện khuyếch đại động cơ - Hệ thống truyền động xung áp động cơ - Hệ thống truyền động chỉnh lưu tiristor động cơ Trong phạm vi đề tài thì ta xét hệ thống truyền động van động cơ Chương 1 GIỚI THIỆU MẠCH ĐỘNG LỰC Ta thấy, ngành vật liệu mới không ngừng phát triển, đặc biệt là vật liệu bán dẫn đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành. Với mong muốn tạo ra được những linh kiện có khả năng làm việc với độ chính xác cao nhất, đem lại lợi ích kinh tế nhất, trong hệ thống truyền động van động cơ bộ biến đổi là các van mạch chỉnh lưu điều khiển có suất điện động Ed hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị của pha xung điều khiển. Hơn nữa, bộ chỉnh lưu có thể làm nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích từ của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lưu cho phù hợp.Có thể phân biệt theo số pha - Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha, 12 pha ... - Sơ đồ: hình tia, hình cầu... - Số nhịp:Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn Hơn nữa, bộ chỉnh lưu có thể dùng làm nguồn chỉnh điện áp phần ứng hoặc dòng điện kích từ của động cơ. Xong tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà có thể dùng các sơ đồ chỉnh lưu cho phù hợp. Có thể phân biệt theo số pha. - Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha ... - Sơ đồ : hình tia, hình cầu ... - Số nhịp : Số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn. - Khoảng điều chỉnh: Là vị trí của đặc tính ngoài trên mặt phẳng toạ độ [Ud, Id] - Chế độ năng lượng : Chỉnh lưu, nghịch lưu. - Tính chất dòng : Liên tục, gián đoạn ... Mà chế độ làm việc của chỉnh lưu phụ thuộc vào phương thức điều khiển và các tính chất của tải. Trong truyền động điện tải của chỉnh lưu thường là cuộn kích từ (L - R) hoặc là mạch tần ứng động cơ (L - R - E). 1- Bộ biến đổi và suất điện động của nó. a- Máy biến áp chỉnh lưu (thường là máy biến áp động lực) - Dùng để biến điện áp xoay chiều thành điện áp xoay chiều phù hợp với cấp điện áp của động cơ. - Tạo số pha theo yêu cầu, tạo ra điểm trung tính khi cần thiết. - Các cuộn dây máy biến áp có tác dụng như cuộn kháng để hạn chế dòng ngắn mạch khi bộ biến đổi val làm việc do đó làm tăng tuổi thọ của val, trong tr−ờng hợp không dùng máy biến áp thì người ta chế tạo cuộn kháng ở đầu vào của máy biến áp. - Nhờ có máy biến áp mà hệ thống được cách ly với lưới điện. b- Các tổ van: Có nhiệm vụ dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng một chiều và điểu chỉnh điện áp ra của bộ biến đổi. c- Cuộn kháng : CK gọi là cuộn kháng lọc dùng để cải thiện hình dáng dòng điện một chiều bằng phẳng. 2- Phân tích chế độ làm việc hệ truyền động (V - Đ) Bộ biến đổi val động cơ có thể làm việc ở 3 chế độ: - chế độ dòng liên tục. - chế độ dòng gián đoạn. - chế độ dòng biên liên tục. Các chế độ làm việc của bộ biến đổi phụ thuộc vào phương thức điều khiển và tính chất của tải. Để tìm hiểu truyền động (V- Đ). Ta xet sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha (hinh a): Sơ đồ thay thế : ở trạng thái tức thời xây dựng. A B C ~ e E V i Uv R L H×nh b  BA + § - T T T CK H×nh a V× hÖ 3 pha ®èi xøng nªn khi nghiªn cøu ta t¸ch riªng mçi pha ®Ó nghiªn cøu, tõ s¬ ®å nguyªn lý ta cã s¬ ®å thay thÕ (h×nh b): e2 : SuÊt ®iÖn ®éng thø cÊp m¸y biÕn ¸p. e2 = E2m. sint. V: Ký hiÖu dïng ®Ó chØ chiÒu dßng ®iÖn Uv : Sôt ¸p r¬i thuËn trªn val.(Cã thÓ bá qua v× nã rÊt nhá < 2V). R: §iÖn trë phÇn øng ®éng c¬ vµ ®iÖn trë cuén d©y m¸y biÕn ¸p. L: §iÖn kh¸ng phÇn øng ®éng c¬ vµ ®iÖn kh¸ng m¸y biÕn ¸p céng ®iÖn kh¸ng cuén läc. E: suÊt ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ ®iÖn : E= K Tõ s¬ ®å thay thÕ ta viÕt ®−îc ph−¬ng tr×nh c©n b»ng ®iÖn ¸p. Gi¶ thiÕt ta më val víi gãc më  : ¸p dông KiÕchèp 2 ta cã: E2 m  Sin(t   0 )  E  iR  L di dt Gi¶i ra ta ®−îc: i(t) = Gi¶ thiÕt c¸c val dÉn dßng trong kho¶ng  vµ p : lµ sè lÇn ®Ëp m¹ch. Trong ®ã : p= 2m khi m lÎ vµ p = m khi m ch½n. I  p i  d (t )  p [E  sin  . 1 sin⎛    ⎞  E ] => 2   (t )  2 2 m ⎜ 0 2 2 ⎝ ⎟  2 ⎠ 2 nhau . VËy tuú thuéc vµo  mµ bé biÕn ®æi val cã thÓ lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é kh¸c a - ChÕ ®é dßng liªn tôc : Khi mét val nµo ®ã ®ang dÉn dßng mµ dßng ®iÖn qua val ®ã gi¶m dÇn nhưng chưa gi¶m vÒ 0 th× val kÕ tiÕp sau ®ưîc më gäi lµ chÕ ®é dßng liªn tôc (®å thÞ dßng vµ ¸p h×nh bªn ). Trong ®ã ta thÊy suÊt ®iÖn ®éng chØnh lưu lµ nh÷ng ®o¹n h×nh sin nèi tiÕp nhau, gi¸ trÞ trung b×nh cña suÊt ®iÖn ®éng chØnh lưu ®ưîc tÝnh như sau:   2 P Eb  2 p  E2 m sin(t )d (t )  Ebm cos  Víi :     0  (  ) 2 p p  Ebm  .sin  .E2 m p (Ebm : biªn ®é lín nhÊt suÊt ®iÖn ®éng ra t−¬ng øng víi  =0) E2m : suÊt ®iÖn ®éng lín nhÊt cña thø cÊp m¸y biÕn ¸p. S¬ ®å thay thÕ cña hÖ thèng truyÒn ®éng val khi nã lµm viÖc ë chÕ ®é dßng liªn tôc. §©y lµ chÕ ®é lµm viÖc c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn ®éng van ®éng c¬. u  ua   ub  uc    t i ia ib ic t   2 p Eb E V Ru Rb I b - ChÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n : §ã lµ hiÖn t−îng khi dßng qua mét van nµo ®ã gi¶m dÇn vÒ 0, khi dßng b»ng 0 th× val kÕ tiÕp sau ch−a më. DÉn ®Õn tån t¹i mét thêi gian dßng qua ®éng c¬ b»ng 0. vËy bé biÕn ®æi van ®éng c¬ cung cÊp xung dßng ®iÖn vµo phÇn øng ®éng c¬. Lóc nµy ®éng c¬ ®iÖn ®−îc lµm viÖc gièng nh− ®−îc ®ãng c¾t vµo nguån ®iÖn mét c¸ch xen kÏ dÉn ®Õn : Tèc ®é ®éng c¬ kh«ng æn ®Þnh v× vËy mµ trong thùc tÕ ng−êi ta kh«ng sö dông .  Nguyªn nh©n : - Do t¶i hoÆc dßng ®iÖn phÇn øng kh«ng ®ñ lín nã lµm cho n¨ng l−îng tÝch luü vµo trong ®iÖn c¶m kh«ng ®ñ lín. - Do ®iÖn c¶m cña m¹ch kh«ng ®ñ lín Kh¾c phôc nguyªn nh©n trªn b»ng ph−¬ng ph¸p sau: - H¹n chÕ lµm viÖc ë vïng t¶i nhá. - T¨ng ®iÖn c¶m trong m¹ch phÇn øng lªn. - T¨ng sè lÇn ®Ëp m¹ch. - Dïng ®ièt D0. VËy ë chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n th× tèc ®é ®éng c¬ trong hÖ thèng kh«ng æn ®Þnh nªn ng−êi ta kh«ng dïng chÕ ®é nµy. u e2a e e   2b  2c    t i ia ib ic t   2 p c - ChÕ ®é dßng biªn liªn tôc. §ã lµ chÕ ®é dßng qua val nµo ®ã võa gi¶m vÒ 0 th× val kÕ tiÕp sau ®−îc më. KiÓu dßng biªn liªn tôc còng sÏ kh«ng tèt cho ®éng c¬ v× nã cã xung dßng ®iÖn. §Ó kh¾c phôc chÕ ®é nµy ta t¨ng ®iÖn kh¸ng trong m¹ch hoÆc t¨ng sè lÇn ®Ëp m¹ch cña s¬ ®å hoÆc nèi song song ®ièt D0. 3- §Æc tÝnh c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn ®éng val ®éng c¬. Ta xÐt ë chÕ ®é dßng liªn tôc: Ta thÊy, dßng ®iÖn chØnh l−u chÝnh lµ dßng phÇn øng ®éng c¬ ®iÖn. Dùa vµo s¬ ®å thay thÕ ta cã thÓ viÕt ®−îc ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh. Trong ®ã : Eb= EBm. cos(V) E= k.. (V) Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng suÊt ®iÖn ®éng: Rb R− Ecb I EBm cos  I .Rb  E  IRu  EBm cos  I .Rb  K  IRu    EBm cos K   Rb  Ru .I K MÆt kh¸c M= K..I => Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬.    E Bm cos  Rb  Ru .M K (K ) 2 Khi thay ®æi gãc më  tõ ( 0  1800) th× Eb biÕn thiªn tõ (EBm  -EBm) vµ ta ®−îc mét hä ®−êng ®Æc tÝnh song song l»m ë bªn ph¶i mÆt ph¼ng to¹ ®é ( ,I). Do c¸c val kh«ng cho dßng ®iÖn phÇn õng ®æi chiÒu  Biªn liªn tôc  TN  = 0 0 /2 I (M) Giíi h¹n max * NhËn xÐt : Tõ ®Æc tÝnh c¬ cña hÖ truyÒn déng val ®éng c¬ ta thÊy vïng ngoµi ®−êng cong elip lµm viÖc ë chÕ ®é dßng liªn tôc. Vïng phÝa trong ®−êng cong Elip vµ d−íi thuéc chÕ ®é dßng gi¸n ®o¹n cã ®Æc tÝnh c¬ cong, dèc suy ra ®éng c¬ lµm viÖc kÐm æn ®Þnh, ta cã thÓ dïng biÖn ph¸p t¨ng ®iÖn kh¸ng, t¨ng sè lÇn ®Ëp m¹ch hoÆc m¾c Do song song víi t¶i ®Ó nh»m h¹n chÕ vïng lµm viÖc gi¸n ®o¹n nµy. Nguyªn nh©n: Do n¨ng l−îng tÝch luü trong ®éng c¬ ®ñ lín dÉn ®Õn khi dßng ®iÖn gi¶m kh«ng duy tr× ®−îc dßng trªn t¶i. V× vËy kh«ng nªn cho ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é non t¶i hoÆc kh«ng t¶i, nh÷ng ®iÓm lµm viÒc thuéc cung Elip th× bé biÕn ®æi lµm viÖc ë chÕ ®é biªn liªn tôc. Ph©n tÝch chÕ ®é lµm viÖc trªn cña bé biÕn ®æi khi ®iÒu chØnh  + §Ó cho ®éng c¬ quay thuËn : Ta më val víi gãc më  < 900 bé biÕn ®æi lµm viÖc ë chÕ ®é chØnh l−u suÊt ®iÖn ®éng Eb = Ebm .cos > 0, nã cung cÊp n¨ng l−îng cho ®éng c¬ dÉn ®Õn m¸y ®iÖn lµm viÖc ë chÕ ®é ®éng c¬ ta cã s¬ ®å thay thÕ I  EBm cos  E M Eb>0  Rb  Ru E V Ru Rb I VËy ®©y lµ chÕ ®é lµm viÖc c¬ b¶n cña hÖ thèng truyÒn ®éng val ®éng c¬. Ta cã thÓ ®iÒu chØnh v« cÊp b»ng c¸ch thay ®æi . + Khi ®éng c¬ quay thuËn ta ®iÒu khiÓn  > 900 th× suÊt ®iÖn ®éng : Eb = EBmcos < 0. DÉn ®Õn bé biÕn ®æi lµm viÖc ë chÕ ®é nghÞch l−u. S¬ ®å thay thÕ :Do val V kh«ng cho dßng qua theo chiÒu ng−îc => I = 0 vµ ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é h¨m tù do. §èi víi t¶i lµ thÕ n¨ng khi Eb I = 0 = 0 => E | Eb | th× xuÊt hiÖn dßng ®iÖn, ®©y chÝnh lµ dßng ®iÖn h·m I h  E  Eb  ( A)  => H·m t¸i sinh. S¬ ®å thay thÕ : Eb<0 Rb  Ru M  E  Eb<0 E V Ru Rb I |E| > |Eb| V Ru Rb I=0 H·m t¸i sinh Khi ®éng c¬ ®ang lµm viÖc b×nh th−êng : Ta ®iÒu chØnh gãc më  = 900 => Eb =0 => M = 0 => h·m tù do . NÕu hÖ thèng lµm viÖc víi t¶i thÕ n¨ng =>  E Trong ®éng c¬ cã dßng ®iÖn h·m Ih kh¸c 0 => ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é h·m ®éng n¨ng. M  E E V V Ru Ru Rb I Rb H·m ®éng n¨ng H·m tù do 4- §¸nh gi¸ c¸c −u nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ¸n . * ¦u ®iÓm : HÖ thèng truyÒn ®éng van ®éng c¬ ®¬n gi¶n, t¸c ®éng nhanh, kh«ng g©y ån, dÔ tù ®éng ho¸ do c¸c val b¸n dÉn cã hÖ sè khuÕch ®¹i c«ng suÊt cao thÝch hîp víi hÖ truyÒn ®éng cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín, thuËn tiÖn cho viÖc thiÕt lËp c¸c hÖ thèng tù ®éng ®iÒu chØnh ®Ó n©ng cao chÊt l−îng c¸c ®Æc tÝnh tÜnh vµ ®Æc tÝnh ®éng cña hÖ thèng. * Nh−îc ®iÓm: c¸c val cã tÝnh phi tuyÕn, d¹ng ®iÖn ¸p chØnh l−u ra cã biªn ®é ®Ëp m¹ch cao, g©y tæn thÊt phô trong m¹ch ®iÖn vµ ë c¸c truyÒn ®éng cã c«ng suÊt lín cßn lµm xÊu d¹ng ®iÖn ¸p cña nguån vµ l−íi xoay chiÒu. HÖ sè c«ng suÊt cos cña hÖ thèng nãi chung lµ thÊp. Ch−¬ng 2 Giíi thiÖu m¹ch ®iÒu khiÓn Nh− ta ®· biÕt, ®Ó c¸c val cña bé chØnh l−u cã thÓ më t¹i thêi ®iÓm mong muèn, th× ngoµi ®iÒu khiÓn t¹i thêi ®iÓm ®ã trªn val ph¶i cã ®iÖn ¸p thuËn th× trªn ®iÖn cùc ®iÒu khiÓn vµ Catèt cña val ph¶i cã mét ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (gäi lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn). §Ó cã hÖ thèng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn suÊt hiÖn ®óng theo yªu cÇu më val ®· nªu ng−êi ta ph¶i sö dông mét m¹ch ®iÖn t¹o ra tÝn hiÖu ®ã. M¹ch ®iÖn t¹o ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn gäi lµ m¹ch ®iÒu khiÓn hay cßn gäi lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn bé chØnh l−u. §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn c¸c Tiristo ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu thiÕt kÕ vÒ c«ng suÊt, biªn ®é còng nh− thêi gian tån t¹i. C¸c th«ng sè cÇn thiÕt cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®−îc cho s½n. Do ®Æc ®iÓm cña Tiristo lµ khi val ®· më th× cßn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn n÷a hay kh«ng, kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn dßng qua val. V× vËy, ®Ó h¹n chÕ c«ng suÊt cña m¹ch ph¸t tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµ gi¶m tæn thÊt trªn vïng ®iÖn cùc ®iÒu khiÓn ng−êi ta th−êng t¹o ra c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Tiristo cã d¹ng xung, do ®ã m¹ch ®iÒu khiÓn cßn gäi lµ m¹ch ph¸t xung ®iÒu khiÓn. C¸c xung ®iÒu khiÓn ®−îc tÝnh to¸n vÒ ®é dµi xung sao cho ®ñ thêi gian cÇn thiÕt (víi ®é dù tr÷ nhÊt ®Þnh) ®Ó më val víi mét phô t¶i cã thÓ cã khi s¬ ®å lµm viÖc. Th«ng th−êng ®é dµi xung n»m trong giíi h¹n 200 => 600 s. C¸c hÖ thèng ph¸t xung ®iÒu khiÓn bé chØnh l−u hiÖn nay sö dông cã thÓ ph©n thµnh 2 nhãm : - Nhãm c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ång bé : §©y lµ nhãm c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn mµ c¸c xung ®iÒu khiÓn xuÊt hiÖn trªn ®iÖn cùc cña Tiristo ®óng thêi ®iÓm cÇn më val vµ lÆp ®i lÆp l¹i mang tÝnh chu kú, th−êng gÇn b»ng chu kú nguån xoay chiÒu. HÖ thèng nµy ®−îc sö dông réng r·i nhÊt hiÖn nay. - Nhãm c¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn kh«ng ®ång bé: C¸c hÖ thèng ®iÒu khiÓn thuéc nhãm nµy t¹o ra c¸c xung ®iÒu khiÓn kh«ng tu©n theo gi¸ trÞ gãc ®iÒu khiÓn. VËy ta chØ xÐt ®Õn nhãm hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ång bé. Mµ ë ®©y lµ ®iÒu khiÓn chØnh l−u theo nguyªn t¾c khèng chÕ pha ®øng: 1- S¬ ®å khèi:  U1 §BH Unc    U®k FSRC SS TX U®k Gåm 3 khèi: + Khèi1 : Khèi ®ång bé ho¸ vµ ph¸t ®iÖn ¸p r¨ng c−a. + Khèi 2 : Khèi so s¸nh. Trong ®ã : - U1 lµ ®iÖn ¸p l−íi ( nguån) xoay chiÒu cung cÊp cho s¬ ®å chØnh l−u. - Unc lµ ®iÖn ¸p tùa th−êng cã r¹ng h×nh r¨ng c−a lÊy tõ ®Çu khèi ra §BH- FSRC. - U®k lµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, ®©y lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu ®−îc ®−a tõ ngoµi vµo dïng ®Ó ®iÒu khiÓn gi¸ trÞ gãc . - U®kt lµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Tiristo lµ chuçi c¸c xung ®iÒu khiÓn lÊy tõ ®Çu ra hÖ thèng ®iÒu khiÎn (còng lµ ®Çu ra cña khèi t¹o xung) vµ ®−îc truyÒn trªn ®iÖn cùc ®iÒu khiÓn (G) vµ katèt (K) cña c¸c Tiristo. Nguyªn lý c¬ b¶n cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c pha ®øng, cã thÓ ®−îc tãm t¾t nh− sau: TÝn hiÖu ®iÖn ¸p cung cÊp cho m¹ch ®éng lùc bé chØnh l−u ®−îc ®−a ®Õn m¹ch ®ång bé ho¸ cña khèi 1 vµ trªn ®Çu ra cña mach ®ång bé ta cã ®iÖn ¸p th−êng cã d¹ng h×nh sin víi tÇn sè b»ng tÇn sè nguån cung cÊp cho s¬ ®å chØnh l−u vµ trïng pha hoÆc lÖch pha 1 gãc x¸c ®Þnh so víi ®iÖn ¸p nguån , ®iÖn ¸p nµy ®−îc gäi lµ ®iÖn ¸p ®ång bé vµ ký hiÖu U®b . C¸c ®iÖn ¸p ®ång bé ®−îc ®−a vµo m¹ch ph¸t ®iÖn ¸p r¨ng c−a ®Ó khèng chÕ sù lµm viÖc cña m¹ch nµy, kÕt qu¶ lµ ®Çu ra cña m¹ch ph¸t ®iÖn ¸p r¨ng c−a ta cã hÖ thèng ®iÖn ¸p d¹ng h×nh r¨ng c−a ®ång bé vÒ tÇn sè vµ gãc pha víi c¸c ®iÖn ¸p ®ång bé. C¸c ®iÖn ¸p nµy gäi lµ ®iÖn ¸p r¨ng c−a Urc. C¸c ®iÖn ¸p r¨ng c−a ®−îc ®−a vµo ®Çu vµo khèi so s¸nh vµ ë ®ã cßn cã mét tÝn hiÖu ®iÖn ¸p kh¸c n÷a lµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn 1 chiÒu ®iÒu chØnh ®−îc vµ ®−îc ®−a tõ ngoµi vµo, hai tÝn hiÖu nµy ®−îc m¾c víi cùc tÝnh sao cho t¸c ®éng cña chóng nÐn m¹ch vµ khèi so s¸nh lµ ng−îc chiÒu nhau. Khèi so s¸nh lµm nhiÖm vô so s¸nh hai tÝn hiÖu nµy vµ t¹i nh÷ng thêi ®iÓm hai tÝn hiÖu nµy cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi b»ng nhau th× ®Çu ra khèi so s¸nh sÏ thay ®æi tr¹ng th¸i. Nh− vËy, khèi so s¸nh lµ mét m¹ch ®iÖn ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c biÕn ®æi t−¬ng tù sè do tÝn hiÖu ra cña m¹ch so s¸nh lµ d¹ng tÝn hiÖu sè nªn chØ cã 2 gi¸ trÞ cã hoÆc kh«ng. tÝn hiÖu trªn ®Çu ra khèi so s¸nh lµ c¸c xung xuÊt hiÖn víi chu kú b»ng chu kú cña Urc. NÕu thêi ®iÓm b¾t ®Çu xuÊt hiÖn cña m«t xung n»m trong vïng s−ên xung nµo cña Urc ®−îc sö dông, ®iÒu ®ã cã nghÜa lµ t¹i thíi ®iÓm |Urc| = |U®k| ë phÇn s−ên sö dông trong mét chu kú cña ®iÖn ¸p r¨ng c−a th× trªn ®Çu ra cña khèi so s¸nh sÏ b¾t ®Çu xuÊt hiÑn mét xung ®iÖn ¸p. Tõ ®ã ta thÊy cã thÓ thay ®æi thêi ®iÓm xuÊt hiÖn xung ®Çu ra khèi so s¸nh b»ng c¸ch thay ®åi gi¸ trÞ cña U®k khi gi÷ nguyªn Urc . Trong mét sè tr−êng hîp th× xung ra tõ khèi so s¸nh ®−îc ®−a ®Õn cùa ®iÒu khiÓn cña Tiristo, nh−ng trong ®a sè c¸c tr−êng hîp th× tÝn hiÖu ra khèi so s¸nh ch−a ®ñ c¸c yªu cÇu cÇn thiÕt ®èi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn Tiristo. §Ó cod tÝn hiÖu ®ñ yªu cÇu ng−êi ta thùc hiÖn khuÕch ®¹i thay ®æi h×nh d¸ng cña xung. C¸c nhiÖm vô nµy ®−îc thùc hiÖn bëi mét m¹ch gä lµ m¹ch t¹o xung. Trong s¬ ®å chØnh l−u cÇu hoÆc s¬ ®å h×nh tia nhiÒu pha ta cã nhiÒu Tiristo ®Ó t¹o ra tÝn hiªu ®iÒu khiÓn cho nhiÒu val trong hÖ thèng ®iÒu khiÓn cã 2 ph−¬ng ph¸p. - Sö dông nhiÒu m¹ch ph¸t xung gièng hÖt nhau, trong mçi m¹ch ®Òu cã c¸c khèi gièng nhau vµ chóng chØ kh¸c nhau tÝn hiÖu ®iÖn ¸p l−íi (kh¸c pha) ®Æt vµo m¹ch ®ång bé. Mçi m¹ch ph¸t xung ®−îc dïng ®Ó t¹o xung ®iÒu khiÓn cho mét val hoÆc mét sè val m¾c nèi tiÕp hoÆc song song. m¹ch ®iÒu khiÓn lo¹i nµy gäi lµ m¹ch nhiÒu kªnh ph¸t xung cho mét val gäi lµ mét kªnh ®iÒu khiÓn. - Ng−êi ta sö dông chung mét m¹ch ®ång bé, mét m¹ch t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a, mét khèi so s¸nh. Nh− vËy xung ®Çu ra cña khèi so s¸nh th−êng cã tÇn sè gÊp n lÇn tÇn sè nguån (n=q) lóc ®ã ®Ó cã n (hay q) kªnh xung kh¸c nhau cã tÇn sè b»ng tÇn sè nguån th× trong khèi t¹o xung ph¶i cã thªm mét m¹ch ®iÖn lµm nhiÖm vô ph©n chia xung ®iÌu khiÓn lo¹i nµy gäi lµ m¹ch ®iÒu khiÓn mét kªnh. PhÇn 2 thiÕt kÕ s¬ ®å nguyªn lý hÖ thèng S¬ ®å khèi cña toµn hÖ thèng : M¹ch §iÒu khiÓn M¹ch §éng lùc §¹i l−îng ra cÇn thiÕt lµ tèc ®é () n Ch−¬ng 1 : ThiÕt kÕ s¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®éng lùc S¬ ®å khèi cña m¹ch ®éng lùc BB§ §éng c¬ chÊp hµnh Kh©u æn ®Þnh tèc ®é I- Chän ®éng c¬ chÊp hµnh cña hÖ thèng. A-§éng c¬ xoay chiÒu 1-§éng c¬ kh«ng ®ång bé. Ta thÊy, xu thÕ sö dông réng d·i lo¹i ®éng c¬ nµy trong hÇu hÕt c¸c lÜnh vùc. Do cÊu t¹o ®¬n gi¶n, ®Æc biÖt lµ ®éng c¬ r«to lång sãc, dïng trùc tiÕp l−íi ®iÖn xoay chiÒu mµ kh«ng cÇn sö dông ®Õn bé biÕn ®æi. MÆt kh¸c gi¸ thµnh h¹, vËn hµnh tin cËy, ch¾c ch¾n. Nh−ng viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é, khèng chÕ qu¸ tr×nh lµ rÊt khã kh¨n do m«men më m¸y nhá, dßng lín vµ tèc ®é rÊt khã æn ®Þnh ®Æc biÖt lµ tr−êng hîp t¶i Mc ph¶n kh¸ng. Nh− vËy, lo¹i ®éng c¬ nµy lµ kh«ng phï hîp víi yªu cÇu cña ®Ò tµi. 2-§éng c¬ ®ång bé. ¦u ®iÓm næi bËt cña ®éng c¬ nµy lµ cã ®Æc tÝnh c¬ tuyÖt ®èi cøng, nh− vËy vÒ ph−¬ng diÖn nµo ®ã cã thÓ kÕt luËn ®−îc nã ®¸p øng tèt vÒ yªu cÇu c«ng nghÖ. Nh−ng, viÖc chÕ t¹o rÊt phøc t¹p, gÆp nhiÒu khã kh¨n, th−êng chÕ t¹o m¸y cã c«ng suÊt trung b×nh vµ lín, gi¸ thµnh cao. §Æc biÖt lµ qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh tèc ®é lµ rÊt khã kh¨n, lu«n lu«n cÇn cã bé biÕn tÇn ®i kÌm. Nh− vËy, lo¹i ®éng c¬ nµy cã yªu cÇu cao vÒ chØ tiªu kü thuËt, c«ng nghÖ còng nh− vÒ chØ tiªu kinh tÕ nªn kh«ng phï hîp víi yªu cÇu cña ®Ò tµi. B- §éng c¬ mét chiÒu . 1- §éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp.  + _ CKT  TN N. T¹o 0 S¬ ®å nguyªn lý M §Æc tÝnh c¬ Ta thÊy lo¹i nµy cã cuén kÝch tõ nèi tiÕp víi phÇn øng ®éng c¬ nªn dßng kÝch tõ chÝnh lµ dßng phÇn øng ®éng c¬ . Do vËy khi I− biÕn ®æi th× tõ th«ng  còng biÕn ®æi sÏ g©y ra hiÖn t−îng tõ d− (tæn thÊt phô) lín. d− = (2  10).®m Mµ ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ nèi tiÕp cã ®Æc tÝnh c¬ ë d¹ng phi tuyÕn (hypecbol ), nªn ®Æc tÝnh c¬ mÒm vµ ®é cøngl¹i thay ®æi theo phô t¶i. MÆt kh¸c, tõ th«ng cña ®éng c¬ phô thuéc vµo dßng phÇn øng nªn kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña ®éng c¬ bÞ ¶nh h−ëng rÊt lín cña ®iÖn ¸p l−íi. §iÒu nµy g©y khã kh¨n trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh vµ æn ®Þnh tèc ®é, qu¸ tr×nh nµy chØ cã hiÖu qu¶ ë tèc ®é rÊt thÊp vµ hiÖu qu¶ kh«ng cao, ë tèc ®é cao ®¹t ®−îc ®iÒu nµy lµ rÊt khã kh¨n. Do vËy, ®éng c¬ nµy kh«ng phï hîp víi yªu cÇu. 2-XÐt ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp. Cuén kÝch tõ hoµn toµn ®éc lËp víi phÇn øng ®éng c¬ vµ cÇn ph¶i cã 2 nguån, nguån cung cÊp cho phÇn øng ®éng c¬ vµ nguån cung cÊp cho m¹ch kÝch tõ. Ta cã ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ ®éc lËp lµ :   U u  Ru  R f  .M (*) K (K)2 Gi¶ thiÓt r»ng ph¶n øng phÇn øng ®−îc bï ®ñ  = const th× ®−êng ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng tuyÕn tÝnh. Ta xÐt c¸c th«ng sè ¶nh h−ëng ®Õn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ mét chiÒu kÝch tõ

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDA truyen dong dien.doc
  • pdfDA truyen dong dien.pdf
Luận văn liên quan