Luận văn Nghiên cứu tổng quan truyền động điện một chiều - Đi sâu điều khiển hệ thống truyền động điện nhiều động cơ theo nguyên lý Electronic - Line Shaft

z BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG…………………  Luận văn Nghiờn cứu tổng quan truyền động điện một chiều. Đi sõu điều khiển hệ thống truyền động điện nhiều động cơ theo nguyờn lý Electronic-Line Shaft 1 Lời mở đầu Trong xu thế hội nhập hiện nay, đất n•ớc ta ngày càng tiếp nhận và học hỏi nhiều công nghệ mới từ các quốc gia trên thế giới. Ngành công nghiệp nặng nói chung hay ngành điện công nghiệp nói riêng cũng đ•ợc thừa kế những thành tựu khoa học mà thế giới đem lại, không những vậy nó không ngừng phát triển và ngày càng hiện đại, tiên tiến hơn. Trên thực tế, chúng ta gặp rất nhiều những dây truyền, những công nghệ với kĩ thuật cao để phục vụ cho sản xuất cho con ng•ời. Mentor II - bộ chỉnh l•u điều khiển số có rất nhiều tính năng •u việt đã đ•ợc đ•a vào ứng dụng trong thực tế từ rất lâu. Nó không chỉ có mặt trên khắp thế giới mà ở Việt Nam cũng đã đ•ợc ứng dụng trong các hệ truyền động điện một chiều. Đ•ợc sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo Tiến sĩ Hoàng Xuân Bình và các thầy cô giáo trong khoa, em đã nhận đ•ợc đề tài : “ phân tích một số hệ truyền động điện một chiều ứng dụng trong công nghiệp. Đi sâu nghiên cứu xác định vùng điều chỉnh hệ số P,I,D của các bộ điều khiển”. Đồ án này bao gồm 3 ch•ơng : Ch•ơng 1 : Tổng quan về các dạng hệ truyền động điện một chiều Ch•ơng 2 : Bộ chỉnh l•u điều khiển số Mentor II - M75 Ch•ơng 3 : Ph•ơng pháp xác định các hệ số P,I,D của các bộ điều khiển Do tầm hiểu biết còn hạn chế về kinh nghịêm, đồ án của em chắc chắn không tránh khỏi thiếu xót . Em rất mong nhận đ•ợc các ý kiến góp ý của các thầy cô giáo và các bạn. Em xin chân thành cảm ơn ! 2 Ch•ơng 1 TổNG QUAN Về CáC DạNG Hệ TRUYềN động điện một chiều 1.1. Hệ truyền động máy phát - động cơ một chiều (F – D)[1] 1.1.1. Khái niệm Hệ F – D là hệ truyền động điện mà bộ biến đổi là máy phát một chiều kích từ độc lập. Máy phát này do động cơ sơ cấp không đồng bộ 3 pha điều khiển quay và coi tốc độ quay của máy phát là không đổi. Tính chất của máy phát đ•ợc xác định bởi hai đặc tính : Đặc tính từ hoá: là sự phụ thuộc giữa sức điện động máy phát vào dòng điện kích từ máy phát Đặc tính tải: là sự phụ thuộc giữa điện áp của 2 cực máy phát vào dòng điện tải. Các đặc tính này nói chung đều phi tuyến do tính chất của lõi sắt và các phản ứng phần ứng của dòng điện phần ứng. Uđk ikđ Uđk u ωF ω UKĐ ~ iKF UKF ~ Hình1.1 : Hệ thống máy phát động cơ 3 Ph•ơng trình đặc tính cơ của hệ F - D nh• sau : K U K K RI KF F . (1-1) M R K U K K KF F .. 2 (1-2) U UU KD KDKF M , 0 (1-3) Với iKKE KFFFFFFF C..... (1-4) uf uD R R R (1-5) K F là hệ số kết cấu của máy phát iKF FC là hệ số góc của đặc tính từ hoá (1-6) Từ biểu thức ta thấy: khi điều chỉnh dòng điện kích từ của máy phát thì điều chỉnh đ•ợc tốc độ không tải của hệ thống còn độ cứng đặc tính cơ thì giữ nguyên. Có thể điều chỉnh kích từ của động cơ để có dải điều chỉnh tốc độ rộng hơn. 1.1.2. Các chế độ làm việc của hệ F – D Hệ F - D có các đặc tính cơ điền đầy cả bốn góc phần t• của mặt phẳng toạ độ [ω, M] . Khi đặc tính cơ của hệ làm trong góc phần t• thứ I và thứ III: tốc độ quay và mômen quay của động cơ luôn cùng chiều nhau, sức điện động máy phát và động cơ có chiều xung đối nhau và EEF , c . Năng l•ợng đ•ợc vận chuyển từ nguồn đến máy phát, đến động cơ, đến tải. Lúc đó công suất điện từ của máy phát và động cơ là 0.IEP FF (1-7) 0.IEPD (1-8) 0.MPco (1-9) 4 iKFđm , iKĐ đm Khi đặc tính cơ của hệ nằm trong góc phần t• thứ II và thứ IV: do 0 nên dẫn đến EFE , dòng phần ứng chảy ng•ợc từ động cơ về máy phát làm cho mômen và tốc độ quay ng•ợc chiều nhau. Năng l•ợng đ•ợc vận chuyển từ tải về động cơ qua máy phát về l•ới. Hệ làm việc trong trạng thái hãm tái sinh. Công suất của máy phát và động cơ là 0.IEP FF (1-10) 0.IEPD (1-11) 0.MPco (1-12) iKFđm , iKĐ đm ω M EF E ω M EF ω M E iKFđm , iKĐmin iKFđm , iKĐmin Hình 1.2 : Đặc tính cơ của hệ F - D ở chế độ động cơ 5 Vùng hãm ng•ợc của động cơ trong hệ F - D đ•ợc mô tả nh• sau: Sức điện động của động cơ E cùng chiều với sức điện động của máy phát EF do rôto bị kéo quay ng•ợc bởi ngoại lực của tải thế năng hoặc do sức điện động máy phát đảo dấu 0.IEP FF (1-13) 0.IEPD (1-14) 0.MPco (1-15) EF và E cùng chiều nhau và cùng cung cấp cho điện trở mạch phần ứng tạo nhiệt năng tiêu tán trên điện trở này. iKFđm , iKĐ đm ω M EF E ω EF ω E M M iKFđm , iKĐmin iKFđm , iKĐ đm iKFđm , iKĐmin Hình 1.3 : Đặc tính cơ của hệ F - D ở chế độ hãm tái sinh 6 Giả sử hệ đang làm việc tại điểm A với MA = MC và ω = ωA thực hiện hãm đảo chiều. Do quán tính nên tốc độ động cơ không thể thay đổi đột ngột đ•ợc mà không đổi và chuyển làm việc sang điểm B. Từ B tốc độ động cơ giảm dần đến điểm C thì kết thúc quá trình hãm tái sinh kết thúc. Đoạn CD là đoạn hãm ng•ợc vì EF đã đổi dấu mà E ch•a đổi dấu. Đến D tốc độ động cơ bằng 0 nh•ng do sự tồn tại của mômen hãm động cơ tăng tốc quay theo chiều ng•ợc lại đến điểm A’ thì làm việc ổn định. 1.1.3. Đặc điểm của hệ F - D Ưu điểm : - Sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh hoạt - Khả năng quá tải lớn - Hãm tái sinh trả năng l•ợng về l•ới Nh•ợc điểm: - Dùng nhiều máy điện quay, ít nhất là hai máy điện một chiều - Gây ồn lớn - Công suất lắp đặt máy gấp nhiều lần công suất động cơ chấp hành ( ít nhất 3 lần ) 1.2. hệ thống truyền động chỉnh l•u - Động cơ một chiều [1] 1.2.1. Chỉnh l•u bán dẫn làm việc với động cơ một chiều D’ E D C B’ B A ωOA’ ωA’ ωOA ωA - MC MC O A’ C’ E’ Hình 1.4 : Đặc tính cơ của hệ F - D ở chế độ hãm ng•ợc 7 Hệ truyền động chỉnh l•u - động cơ một chiều có bộ biến đổi là các mạch chỉnh l•u điều khiển có sức điện động phụ thuộc vào giá trị của góc điều khiển. Chỉnh l•u có thể cung cấp nguồn điều chỉnh điện áp phần ứng, dòng điện kích từ động cơ. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của truyền động mà ta có thể dùng sơ đồ thích hợp và phân loại theo: - Số pha: 1 pha, 3 pha, 6 pha … - Sơ đồ nối: hình tia, hình cầu, đối xứng và không đối xứng; - Số xung nhịp: số xung áp đập mạch trong thời gian một chu kỳ điện áp nguồn. - Chế độ năng l•ợng : chỉnh l•u, nghịch l•u phụ thuộc; - Tính chất dòng tải : liên tục, gián đoạn. Tìm hiểu hoạt động của hệ CL - Đ ta xét một sơ đồ chỉnh l•u tia ba pha với các kí hiệu có ý nghĩa đ•ợc giải thích bên d•ới : E – sức điện động quay của động cơ, uuu 232221 ,, - sức điện động thứ cấp máy biến áp nguồn, L, Lx - điện cảm mạch một chiều và điện cảm tản của dây cuốn thứ cấp máy biến áp, R - điện trở mạch một chiều (gồm cả điện trở dây cuốn thứ cấp máy biến áp đã quy đổi). LL kuL (1-16) RRR kubaR (1-17) W W LLLba 1 2 2 12 (1-18) W W RRRba 1 2 2 12 (1-19) 8 1.2.1.1. Chế độ dòng điện liên tục Giá trị trung bình của sức điện động chỉnh l•u đ•ợc tính nh• sau : cos..sin 2 0 2 2 EUE d p md d p (1-20) Trong đó t e . (1-21) p20 (1-22) UE md p p 20 .sin. (1-23) e - tần số góc của điện áp xoay chiều - góc điều khiển tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên 0 - góc điều khiển tính từ thời điểm điện áp bắt đầu d•ơng p - số xung áp đập mạch trong một chu kỳ điện áp xoay chiều Ph•ơng trình vi phân mô tả : dt LRE di iU d dm )sin(. 02 (1-24) Khi 0 thì Iid 0 , ph•ơng trình vi phân có nghiệm : Hình 1.5 : Sơ đồ nối dây và sơ đồ thay thế chỉnh l•u tia 3 pha U2c U2b U2a E T3 T2 T1 T1 Id R T3 T2 c b a + - L R 9 sin.coscot.exp.sin.cos 20020 UUIIi mmmd EgER (1-25) Với R L arctg e . Nếu gọi là góc dẫn của van thì có thể tính đ•ợc thành phần dòng chỉnh l•u một chiều và đây cũng chính là thành phần sinh ra mômen quay của động cơ : E R p d p I Ui md .22 sin. 2 sin. 2 . 2 02 0 (1-26) Giá trị trung bình của dòng điện chỉnh l•u đ•ợc tính bởi biểu thức đơn giản : LR EE I d d . cos. 0 0 (1-27) T1 T3 T2 T1 θ O E U U2a U2c U2b U2a Hình 1.6 : Giản đồ điện áp chỉnh l•u 10 1.2.1.2. Hiện t•ợng chuyển mạch Khi phát xung nhằm để mở một van thì điện áp anốt của pha đó phải d•ơng hơn điện áp của pha đang dẫn dòng. Do đó dòng điện của van đang dẫn sẽ giảm dần về không còn dòng điện của van kế tiếp se tăng dần lên. Quá trình này xảy ra từ từ vì trong mạch có điện cảm, cùng tại một thời điểm cả hai van đều dẫn dòng và chuyển dòng cho nhau. Hiện t•ợng này gọi là hiện t•ợng chuyển mạch giữa các van. 2 22 UU ba iT3 iT1 iT2 iT3 T3 T2 T1 θ O U U2c U2b U2a Hình 1.8 : Giản đồ điện áp và dòng điện chỉnh điện khi có hiện t•ợng chuyển mạch θ id O θ θ θ θ Hình 1.7: Giản đồ dòng điện chỉnh l•u O id O iT3 O iT2 O iT1 11 Trong quá trình chuyển mạch vì cả hai van đều dẫn nên sức điện động chỉnh l•u bằng trung bình cộng của điện áp hai pha. Ph•ơng trình cân bằng điện áp cho các pha lúc chuyển mạch là : E di LU dka dt 1 2 (1-28) E di LU dkb dt 2 2 (1-29) Ta có iii d21 và coi dtdt didi 21 thì sin. sin 2 2 222 L U U UUdi k m k ab p dt (1-30) Thời điểm bắt đầu xảy ra chuyển mạch là tại , giải (1-30) ta đ•ợc biểu thức dòng điện qua van : coscos 2 Ii mk (1-31) Trong đó L U I ke m mk p . sin 2 Quá trình chuyển mạch kết thúc khi iii d21 ,0 tại thì ta có thể tính đ•ợc góc chuyển mạch : I I mk dcosarccos (1-32) Giá trị trung bình của sụt áp do chuyển mạch đ•ợc tính nh• sau : IXI L U dkd ek k p .. 2 . (1-33) 1.2.1.3. Chế độ dòng điện gián đoạn Hiện t•ợng gián đoạn dòng điện chỉnh l•u xảy ra do năng l•ợng điện từ tích luỹ trong mạch khi dòng điện tăng không đủ duy trì tính chất liên tục của dòng điện khi nó giảm. Góc dẫn của van trở nên nhỏ hơn p 2 với (p=3), dòng điện qua van trở về không ttr•ớc khi van kế tiếp bắt đầu dẫn. Trong khoảng dẫn của van thì sức điện động chỉnh l•u bằng nguồn : Ued 2 , 0 0 12 Khi dòng điện bằng không, sức điện động chỉnh l•u bằng sức điện động của động cơ : Eed , p 2 0 Có thể viết đ•ợc biểu thức tính dòng điện chỉnh l•u nếu đặt I0 = 0 gIi md cotexp.sin.cossin.cos 00 (1-34) Trong đó U m E 2 , R U I m m 2 Trong tr•ờng hợp bỏ qua điện trở R trong mạch phần ứng thì ph•ơng trình mô tả là: dt LE di U d m sin 2 (1-35) Nghiệm tổng quát của nó là : C L E L ee m d U i cos . 2 (1-36) 0 0 id i θ T1 T3 T2 T1 θ O E U U2a U2c U2b U2a Hình 1.9 : Chế độ dòng điện gián đoạn 13 Với C là hằng số tích phân và khi 0 thì 0id ta có nghiệm riêng cho tr•ờng hợp dòng điện gián đoạn : 00 2 . coscos . L E L ee m d U i (1-37) Dòng điện id bắt đầu xuất hiện tại θ = α0 và tăng đến giá trị cực đại tại điểm mà ở đó 0 2 E dt L U di a d và giảm đến giá trị bằng 0 tại θ = α0 + λ Nếu đặt U m E 2 ; L e m m U I . 2* ; I i i m d d * ta có thể viết đ•ợc biểu thức tính dòng điện chỉnh l•u ở hệ đơn vị t•ơng đối với dạng thu gọn hơn : 00 * coscosid (1-38) Đặt θ = α0 + λ và id *= 0 thay vào (1-38) ta tìm đ•ợc góc dẫn λ ở dạng hàm ẩn 00 coscos (1-39) Trong tr•ờng hợp giữ nguyên góc điều khiển α0 = const nh•ng tăng dần sức điện động E của động cơ (ε) thì góc dẫn λ sẽ giảm dần và khi E = U2m.sinα0 thì λ = 0 tức là không có dòng chảy trong mạch. Lúc này mômen động cơ cũng sẽ bằng không, động cơ bị giảm tốc độ và do đó E giảm, dòng điện lại xuất hiện trong mạch nh•ng với tốc độ thấp hơn. Vì thế, ở chế độ dòng điện gián đoạn đặc tính cơ rất dốc. Giá trị trung bình của dòng điện ở chế độ gián đoạn viết trong hệ đơn vị t•ơng đối đ•ợc tính nh• sau : 0000 ** sinsincoscos 222 0 0 p d p iI dd (1-40) Trong tr•ờng hợp ng•ợc lại khi giữ α0 = const và giảm dần E, góc dẫn λ sẽ dẫn dài ra và khi λ = p 2 thì dòng điện trong mạch trở nên liên tục, giá trị đó của sức điện động E ( t•ơng ứng ε = U m E 2 ) ứng với trạng thái biên liên tục và có thể tìm đ•ợc nó nếu đặt λ = p 2 vào (1-39) và (1-40) 14 cos.sin 2 2coscos 00 p p p p blt (1-41) 0000 * sin. 2 sin 2 coscos 2 ppp p I blt (1-42) Mặt khác vì p20 nên sin.cossin * pp p I blt (1-43) sincossin . 2 pp p L e m blt U I (1-44) Để tìm đ•ờng biên giới giữa vùng dòng liên tục và vùng dòng điện gián đoạn ta tính cosα từ (1-41) và tính sinα từ (1-43) vì cos2α + sin2α = 1 nên 1 * cossinsin 22 pp p I p p bltblt (1-45) Đây là đ•ờng elip với các trục là trục toạ độ của các đặc tính cơ. Thay U IIU m e blt m blt LE 2 * 2 ., ta thấy độ rộng vùng dòng điện gián đoạn sẽ giảm nếu ta tăng gía trị điện cảm L và tăng số pha chỉnh l•u p . 15 1.2.1.4. Chế độ nghịch l•u phụ thuộc Nếu trong sơ đồ hình 1.9 ta tăng góc mở của các van đến giá trị gần bằng π và đảo chiều sức điện động E bằng cách dùng ngoại lực bắt rôto động cơ quay ng•ợc chiều hoặc đảo chiều dòng kích từ động cơ thì dòng điện chỉnh l•u vẫn theo chiều cũ nh•ng sức điện động chỉnh l•u đã đảo dấu do các van trong thời gian điện áp anôt âm. Công suất điện từ của động cơ và chỉnh l•u là: 0.IP ddt E (1-46) 0.IEP ddd (1-47) Chỉnh l•u trở thành thiết bị nhận điện năng do động cơ phát ra và biến điện năng một chiều này thành điện năng xoay chiều trả về l•ới. Sau khi đã kết thúc quá trình chuyển dòng cho van T2, van T1 chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái khoá, quá trình này phải kết thúc tr•ớc thời điểm chuyển mạch tự nhiên, là thời điểm U2a bắt đầu d•ơng hơn U2b. Ta gọi thời gian của quá trình này là thời gian 0,14 65 32 2 3 6 0 0,10 II mdm 0,08 0,02 0,04 -1,0 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 I m I 0 ε Hình 1.10 : Đặc tính tốc độ ở hệ đơn vị t•ơng đối If * của động cơ khi nối với chỉnh l•u ba pha hình tia 16 khoá δ. Nh• vậy điều kiện an toàn để bộ biến đổi có thể làm việc ở chế độ nghịch l•u phụ thuộc là : maxmax (1-48) Nếu gọi β là góc thông sớm, ta có với α là góc thông chậm hay góc mở thì điều kiện an toàn (1-48) là : maxmin (1-49) Nếu điều kiện này không đ•ợc bảo đảm thì nghịch l•u sẽ rơi vào trạng thái sự cố, van cần khoá sẽ dẫn tiếp, không thực hiện đ•ợc chuyển mạch giữa các van và dòng chỉnh l•u, điện áp không kiểm soát đ•ợc. 0 μ+δ id i θ θ O E U U2a U2c U2b U2a Hình 1.11 : Chế độ nghịch l•u phụ thuộc trong mạch chỉnh l•u tia ba pha 17 1.2.2. Đặc tính cơ của hệ truyền động chỉnh l•u tiristo - động cơ một chiều 1.2.2.1. Chế độ dòng liên tục Id chính là dòng điện phần ứng động cơ. Ta có sơ đồ thay thế nh• sau: Ph•ơng trình đặc tính cơ của hệ : I K XR K E dm kt dm d . .cos. 0 M dmK XR K E kt dm d . .cos. 2 0 Độ cứng của đặc tính cơ : i3 i1 i3 i2 0 β<βmin β=βmin μ+δ id i θ θ O E U U2a U2c U2b U2a I Rt Xk Ed E Hình 1.13 : Sơ đồ thay thế CL- D Hình 1.12 : Trạng thái lật nghịch l•u khi β<βmin 18 XR K kt dm 2 Tốc độ không tải lý t•ởng : K E dm d cos. 0 0 (1-50) Khi góc điều khiển biến thiên trong vùng 2 0 bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh l•u, động cơ có thể làm việc ở chế độ động cơ nếu sức điện động E còn d•ơng và ở chế độ hãm ng•ợc nếu sức điện động E âm. Khi góc điều khiển biến thiên trong vùng max2 và tải có tính chất thế năng để quay ng•ợc chiều động cơ thì cả Ed và E đều đổi dấu. Nếu sức điện động của động cơ lớn hơn giá trị trung bình của sức điện động của bộ biến đổi thì dòng điện phần ứng vẫn chảy theo chiều cũ, động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh, các tiristo sẽ dẫn dòng trong thời gian nửa chu kì âm của điện áp l•ới. Góc điều khiển lớn hơn 2 , bộ biến đổi làm việc ở chế độ nghịch l•u phụ thuộc, biến cơ năng của tải thành điện năng xoay chiều cùng tần số l•ới, trả về l•ới. Dòng điện trung bình của mạch phần ứng và ph•ơng trình đặc tính cơ là: X E k d R E I (1-51) I K R K dm k dm d XE . cos. 0 (1-52) Góc chuyển mạch đ•ợc tính nh• sau : I I mk dcosarccos (1-53) Điều kiện làm việc an toàn của nghịch l•u phụ thuộc là : minmax 19 Tốc độ tối đa cho phép hệ CL - Đ làm việc ở chế độ nghịch l•u phụ thuộc: I K R K dm k dm d XE . cos. 0 max (1-54) 1.2.2.2. Chế độ dòng điện gián đoạn Đặc tính dòng điện gián đoạn là các đoạn cong nét liền rất dốc và sát trục tung. Hệ thống không làm việc ổn định ở vùng dòng điện gián đoạn nếu không áp dụng các ph•ơng pháp tự động điều chỉnh đặc biệt. Trạng thái biên liên tục là trạng thái mà góc dẫn λ = p 2 và góc chuyển mạch μ = 0. Biên liên tục này đ•ợc xác định bởi ph•ơng trình (1-45). 1 * cossinsin 22 pp p I p p bltblt 1.2.2.3. Ưu nh•ợc điểm của hệ T - D Hãm tái sinh Nghịch l•u phụ thuộc M,I Biên liên tục α=1500 α=900 α=00 ω O Chỉnh l•u Hình 1.14 : Đặc tính cơ của hệ CL - D 20 - Ưu điểm : - Tác động nhanh, không gây ồn. - Dễ tự động hoá do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất cao. - Nh•ợc điểm : - Do các van bán dẫn có tính phi tuyến nên dạng điện áp ra có biên độ đập mạch cao, gây tổn thất phụ trong máy điện - Trong các truyền động có công suất lớn còn làm xấu dạng điện áp nguồn và l•ới xoay chiều. - Hệ số công suất của hệ nói chung là thấp. 1.3. Hệ thống truyền động xung áp - Động cơ một chiều [1] 1.3.1. Điều chỉnh xung áp mạch đơn Trong sơ đồ điều chỉnh xung áp - động cơ, điện áp và dòng diện của động cơ uĐ, iĐ có giá trị d•ơng. Các giá trị trung bình của điện áp và dòng điện phần ứng UĐ, I và sức điện động của động cơ E khi đóng và khi ngắt liên tục khoá S sẽ xác định đ•ợc nếu biết luật đóng cắt của khoá S. Nguyên lý hoạt động : + Khi khoá S mở : uĐ = uN và i = i N + Khi khoá S đóng : iN = 0; uĐ = 0 và i = iD0 ( do tác dụng duy trì dòng của điện cảm L) Ph•ơng trình cân bằng điện áp : 0EUUU RLD (1-55) R L iđk S ΔUR ΔUL E iN UN i iĐ0 UĐ D0 Hình 1.15 : Sơ đồ nguyên lý điều chỉnh xung áp - động cơ 21 L E i L R dt di U D (1-56) 1.3.1.1. Chế độ dòng điện liên tục Tại thời điểm t = 0+ khoá S bắt đầu thông : UĐ = UN , i = Imin . Nếu coi sức điện động E không đổi trong một chu kỳ đóng ngắt cảu khoá S ta có nghiệm của (1-56) là : eIe U TT R E i UU tt N min 1 (1-57) T• = L/R - hằng số thời gian của mạch phần ứng với tdt0 Tại t = tđ khoá S bắt đầu ngắt : UĐ = 0 eIe U I T t T t R E i U d U d N minmax 1 (1-58) Van D0 dẫn nên ph•ơng trình cân bằng điện áp : ERi di L dt ' (1-59) Với t’ = t - tđ + Khi t’ = 0+ : i = Imax , nghiệm của ph•ơng trình (1-59) là eIe T t T t R E i UU '' max 1 (1-60) Với Tttd + Khi t’ = T - tđ tức là tại t = T : i = Imin eIeI T t T t R E i U d U d TT maxmin 1 (1-61) Ta tính đ•ợc các giá trị Imax và Imin là : R E T T t R e e U I U U d T N 1 1 . max (1-62) R E T T t R e e U I U U d T N 1min 1 . (1-63) Khi S thông liên tục tđ = T thì dòng điện phần ứng sẽ không đổi và bằng: 22 R E I U II N minmax (1-64) 1.3.1.2. Chế độ dòng điện gián đoạn Khi thời gian mở của khoá S giảm đến một giá trị tới hạn nào đó tt dghd thì dòng điện Imin = 0, hệ thống sẽ làm việc ở trạng thái biên giới chuyển từ chế độ dòng liên tục sang chế độ dòng điện gián đoạn. Từ (1-63) ta có : 1 1 . e e U T T t E U U dgh T T T N (1-65) Hoặc ở dạng thu gọn : 1 1 . e em (1-66) Trong đó U N E m , T td , T u T Tại trạng thái biên liên tục và trong vùng dòng điện gián đoạn do Imin = 0, với tt dghd0 ta có : T tđ O Hình 1.16 : Giản đồ điện áp và dòng điện khi bộ biến đổi làm việc ở chế độ dòng điện liên tục. UN