1. CHƯƠNG 4 ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN CÁC HỆ THỐNG DÙNG BỘ BIẾN ĐỔI – ĐỘNG CƠ
  2. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC 4.1. HỆ BỘ BIẾN ĐỔI – ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU 4.1.1. Hệ Máy phát - Động cơ một chiều (F-Đ) Hệ thống Máy phát - Động cơ một chiều là một hệ truyền động điện điều chỉnh tốc độ 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
  3. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Coi mạch từ máy phát chưa bão hoà: EF  K FFF  K FFC.i KF Trong đó: KF - hệ số kết cấu của máy phát, C = ΔΦF/ΔiKF - hệ số góc của đặc tính từ hoá. iKF = UKF/rKF Và: EF = KF.UKF R = RưĐ + RưF
  4. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Phương trình đặc tính cơ khi điều chỉnh tốc độ dùng máy phát: EF R   M KĐ (KĐ ) 2 K F U KF R   M KĐ (KĐ ) 2 Như vậy, khi thay đổi UKF (hoặc iKF) thì ta sẽ được một họ đường đặc tính cơ song song nhau ở cả 4 góc phần tư.
  5. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Sơ đồ điều chỉnh tốc độ hệ F - Đ
  6. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Tại góc phần tư (I) và (III) của tọa độ đặc tính cơ thì động cơ làm việc ở chế độ động cơ quay thuận và chế độ động cơ quay ngược. Đặc tính cơ hãm động năng (EF = 0) đi qua gốc toạ độ; Các vùng nằm giữa trục tung (ω) và đặc tính cơ hãm động năng (EF = 0) là chế độ hãm tái sinh hay chế độ máy phát (ω > ω0) của động cơ. Các vùng nằm giữa trục hoành (M) và đặc tính cơ khi hãm động năng (EF = 0) là chế độ hãm ngược (ω ↑↓ M) của động cơ
  7. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Đặc điểm của hệ F – Đ: điều chỉnh tốc độ linh hoạt, động cơ có thể tự động chuyển đổi qua các chế độ làm việc khi thay đổi tốc độ hoặc đảo chiều tốc độ. Ví dụ động cơ đang làm việc tại điểm A, khi đảo chiều kích từ máy phát F (Mc = const) thì động cơ sẽ chuyển dần từ chế độ động cơ thuận (A) sang hãm tái sinh, hãm ngược, khởi động ng-ợc và sẽ làm việc xác lập ở điểm B (chế độ hãm tái sinh).
  8. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Khi điều chỉnh EF thì sẽ thay đổi được tốc độ động cơ ω ≤ ωcb; Khi đảo chiều iktF thì đảo chiều được EF và như vậy đảo chiều được ω. Nếu kết hợp điều chỉnh và đảo chiều từ thông của động cơ thì sẽ điều chỉnh và đảo chiều được tốc độ của động cơ ω ≥ ωcb. Như vậy, kết hợp điều chỉnh iktF và iktĐ thì sẽ điều chỉnh được tốc độ động cơ ω ≥ ωcb và ω ≤ ωcb (cả 2 vùng tốc độ).
  9. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC 4.1.2. Hệ Chỉnh lưu - Động cơ một chiều (CL – ĐM) Khi dùng các bộ chỉnh lưu có điều khiển (các bộ chỉnh lưu 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
  10. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC a. Hệ CL - ĐM không đảo chiều + Khi dòng điện liên tục: Ed  Ed 0 cos E d 0 cos R u  R cl   I Kđm Kđm E d 0 cos R u  R cl   M Kđm (Kđm ) 2   '0   E d 0 cos  Trong đó: 0  ' tốc độ không tải giả tưởng Kđm
  11. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Khi dòng điện gián đoạn, hệ sẽ có thêm một lượng sụt áp nên đường đặc tính điều chỉnh dốc hơn, tốc độ không tải lý tưởng thực ω0 sẽ lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng giả tưởng ω’0
  12. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Khi thay đổi góc điều khiển α = (0 ÷ π) Ed thay đổi từ Ed0 đến - Ed0 Họ đặc tính cơ song song nhau nằm ở nửa bên phải của mặt phẳng toạ độ [ω, I] hoặc [ω, M] nếu chúng ta chỉ cho một bộ chỉnh lưu làm việc ở chế độ chỉnh lưu
  13. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Vùng dòng điện gián đoạn bị giới hạn bởi một nửa đường elip với trục tung: Ed 0 sin    Id.blt  (1  ctg ) X BA  2f1Lu m m Trong đó: XBA - điện kháng máy biến áp. LuΣ - điện cảm tổng mạch phần ứng. f1 - tần số lưới. m - số pha chỉnh l-u.
  14. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Trong vùng dòng điện gián đoạn (ω’0 < ω0):  E 2 m  U v   K 0  đm m   E 2 m cos(   / m)  U v      Kđm m Trong đó: E2m - biên độ sức điện động thứ cấp máy biến áp CL. Đường giới hạn tốc độ cực đại: Ed 0 cos R u gh. max   Id.blt Kđm Kđm
  15. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC b. Hệ CL - ĐM có đảo chiều Để đảo chiều tốc độ động cơ cần phải dùng hai bộ chỉnh lưu đấu song song ngược còn gọi là chỉnh lưu kép, nguyên tắc điều khiển hai bộ chỉnh lưu: + Khi cho bộ CL1 làm việc ở chế độ chỉnh lưu thì CL2 chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu, dòng chỉnh lưu chạy theo chiều dương, tốc độ động cơ quay thuận. + Ngược lại, khi cho bộ CL2 làm việc ở chế độ chỉnh lưu thì CL1 chuẩn bị làm việc ở chế độ nghịch lưu, dòng chỉnh l-u chạy theo chiều âm, tốc độ động cơ quay ng-ưc.
  16. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Để khỏi truyền năng lượng từ bộ CL này qua bộ CL kia về lưới điện thì cần thoả mãn điều kiện: Ed.NL  Ed.CL Để điều khiển hai bộ chỉnh lưu làm việc theo đúng các chế độ yêu cầu thì có thể dùng phương pháp điều khiển chung hoặc điều khiển riêng.
  17. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Phương pháp điều khiển chung: Tín hiệu điều khiển được đưa vào cả 2 nhóm van sao cho thoả mãn điều kiện |Ed.NL| ≥ |Ed.CL|. Phương pháp này, có thể xuất hiện dòng điện cân bằng chạy qua 2 bộ chỉnh lưu, không qua tải, gây quá tải cho các van và máy biến áp. Cần hạn chế dòng cân bằng, thường dùng các cuộn kháng cân bằng CK để hạn chế dòng cân bằng
  18. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Điều khiển chung, phối hợp điều khiển kiểu tuyến tính: 1  2   Khi đó, các đặc tính cơ của hệ T – ĐM gần giống hệ F - Đ
  19. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Điều khiển chung, phối hợp điều khiển kiểu phi tuyến: 1  2     Góc ξ phụ thuộc vào các giá trị của α1 và α2 một cách phi tuyến. Lúc này các đặc tính cơ của hệ T - ĐM có đoạn phi tuyến ở vùng gần trục tung
  20. CHƯƠNG 4 : ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ HỆ TĐ BBĐ – ĐC Phương pháp điều khiển riêng Tín hiệu điều khiển chỉ được đưa vào bộ CL đang làm việc ở chế độ chỉnh lưu, còn bộ CL kia (không làm việc) không có tín hiệu điều khiển đưa vào, cho nên không có dòng cân bằng. Trong phương pháp điều khiển riêng cũng có phối hợp điều khiển kiểu tuyến tính và phi tuyến.