Thiết kế Truyền động điện

ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc tæng hîp hÖ ®iÖn c¬
Lêi nãi ®Çu

Trong c«ng cuéc c«ng nghiÖp ho¸ vμ hiÖn ®¹i ho¸ hiÖn nay, ngμnh tù ®éng
ho¸ ®ãng mét vai trß hÕt søc quan träng. Ngμy nay, víi sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ
cña khoa häc, ®Æc biÖt lμ ngμnh ®iÖn tö c«ng suÊt. Víi viÖc ph¸t minh ra çc linh
kiÖn b¸n dÉn ®· vμ ®ang ngμy cμng ®¸p øng ®−îc çc yªu cÇu cña çc hÖ thèng
truyÒn ®éng. ¦u ®iÓm cña viÖc sö dông çc linh kiÖn b¸n dÉn mμ lμm cho hÖ
thèng trë nªn gän nhÑ h¬n, gi¸ thμnh thÊp h¬n vμ cã ®é chÝnh x¸c t¸c ®éng cao
h¬n. Víi nhu cÇu s¶n suÊt vμ tiªu dïng nh− hiÖn nay, th× viÖc tù ®éng ho¸ cho xÝ
nghiÖp trong ®ã sö dông çc linh kiÖn gän nhÑ lμ mét nhu cÇu hÕt søc cÊp thiÕt.
§Ó ¸p dông lý thuyÕt víi thùc tÕ trong häc kú nμy chóng em ®îc giao ®å ¸n
m«n häc tæng hîp hÖ ®iÖn c¬ víi yªu cÇu “ThiÕt kÕ hÖ thèng truyÒn ®éng Van -
§éng c¬ mét chiÒu kh«ng ®¶o chiÒu quay”.
Víi sù nç lùc cña b¶n th©n vμ sù gióp ®ì tËn t×nh cña c« gi¸o h−íng dÉn:
NguyÔn ThÞ Mai H−¬ng vμ çc thÇy c« gi¸o trong bé m«n, ®Õn nay ®å ¸n cña
em ®· ®−îc hoμn thμnh.
Do kiÕn thøc chuyªn m«n cßn h¹n chÕ, çc tμi liÖu tham kh¶o cã h¹n, nªn
®å ¸n cña em kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Em rÊt mong ®îc sù chØ b¶o,
gãp ý cña çc thÇy, c« gi¸o cïng çc b¹n ®Ó b¶n ®å ¸n cña em ®−îc hoμn thiÖn
h¬n. Em xin ch©n thμnh c¶m ¬n çc thÇy c« gi¸o trong bé m«n, ®Æc biÖt lμ c«
NguyÔn ThÞ Mai H−¬ng ®· tËn t×nh gióp ®ì em ®Ó b¶n thiÕt kÕ hoμn thμnh ®óng
thêi h¹n.
Sinh viªn thiÕt kÕ
TrÇn Minh C«ng
http://www.ebook.edu.vn 1 SVTK: TrÇn Minh C«ng

PhÇn I
Ph©n tÝch lùa chän ph−¬ng ¸n truyÒn ®éng ®iÖn
I. Đặt vấn đề :
Trong sản xuất giá trị, chất lượng và năng suất của sản phẩm phụ thuộc vào
rất nhiều yếu tố. Một trong những yếu tố đó là dây truyền sản xuất, dây truyền
càng hiện đại thì hệ thống càng phức tạp. Bất kỳ một dây truyền sản xuất nào
cũng có các bộ phận truyền động, nó có thể được tạo ra từ sự phối hợp nhiều
thiết bị khác nhau. Ứng với mỗi một công nghệ yêu cầu có thể đưa ra rất nhiều
phương án truyền động khác nhau. Vì vậy vấn đề đặt ra phải phân tích và lựa
chọn một phương án tối ưu nhất. Một phương án truyền động được gọi là tối ưu
khi sử dụng hợp lý các thiết bị và khai thác tối đa khả năng của chúng đáp ứng
được các yêu cầu kỹ thuật ở quá trình xác lập và quá trình quá độ đồng thời phải
đáp ứng được chỉ tiêu về kinh tế (chi phí đầu tư, chất lượng và năng suất sản
phẩm…). Hiện nay hầu hết các công nghệ đều sử dụng các động cơ điện làm
truyền động.
I.1. Chọn động cơ điện
Động cơ là một phần tử rất quan trọng trong dây truyền truyền sản xuất,
thường xuyên phải làm việc với nhiều trạng thái như là khởi động (quá trình quá
độ), trạng thái quá tải, trạng thái hãm. Hiện nay chia ra làm hai loại động cơ
chính là :
+ Động cơ điện xoay chiều .
+ Động cơ điện 1 chiều .
I.1.1. Động cơ điện xoay chiều
I. Động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ 3 pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công
suất nhỏ đến công suất trung bình và chiếm tỉ lệ rất lớn so với động cơ khác. Sở
dĩ như vậy : là do động cơ không đồng bộ có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo, vật

hành an toàn, sử dụng nguồn cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha, và về
kinh tế giá thành nhỏ hơn so với động cơ một chiều. Động cơ không đồng bộ có
hai loại chính là động cơ rôto lồng sóc và động cơ rô to dây cuốn.
(hình 1).
1. Sơ đồ nguyên lý
3 U f2 . R '2
Phương trình đặc tính cơ: M =
⎡⎛ R '2 ⎞
2
⎤
⎢ ⎜
ω1 . s . ⎜ r1 + ⎟⎟ + X 2nm ⎥
⎢⎣⎝ s ⎠ ⎥⎦
Trong đó :
Uf : Điện áp pha đặt vào stato của động cơ
Xnm: Điện kháng ngắn mạch (Xnm =X1+X’2)
r1,X1 : Điện trở và điện kháng mạch rô to .
R2’ ,X’2 : Điện trở và điện kháng rô to đã quy đổi về phía stato.
2 πf1
ω1 : Tốc độ không đồng bộ ω1 =
P
ω1 − ω
s :là hệ số trượt s =
ω1
ω : là tốc độ làm việc của động cơ
U~
U~
ω
ω0 ω = f(M)
ωth
§ 0 Mmm M th M
Hình 1.1:Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ ĐC không đồng bộ

Thông thường ta hay sét phương trình đặc tính cơ như hình 1 có giá trị sth và
Mth xác định như sau:

2 M th (1 + a .S th )
M=
S S th
+ + 2 a . S th
S th S
R '2
S th =
r12 + X 2mm
r1
Trong đó : a =
R '2
M th
- Độ cứng đặc tính cơ β = −
ω1 .Sth
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ

a. Phương pháp điều chỉnh tần số nguồn (f1)
Với sự ra đời của các bộ biến tần kiểu mới có thể thay đổi tần số điện áp ra 3
pha rất linh hoạt nên hiện nay nhiều công nghệ đã sử dụng phương pháp này để
điều chỉnh tốc độ động cơ truyền động. Điều này được thực hiện trên nguyên tắc
2 πf1 3 P2U2
sau : từ công thức ω1 = − vầ M th = −
P 8 πL nm f1
ta thấy khi thay đổi tần số sẽ làm tốc độ từ trường quay thay đổi và mô men
động cơ cũng thay đổi .
Nều f1 > fđm thì tốc độ không đồng bộ tăng còn Mth giảm khi giữ nguyên điện áp
không đổi .
Nếu f1 <fđm thì tốc độ không đồng bộ giảm còn Mth tăng nhanh vì Mth ˜f1 khi
giữ nguyên điện áp không đổi .
Đặc tính cơ thay đổi tần số (hình1. 2)
ω
ω0 ω = f(M)
f1
ω2
ωth
ω3 f2
f3
0 Mmm M th M
Hình 1.2 Đặc tính cơ khi thay đổi tần số

Nhận xét :
Phương pháp điều chỉnh tốc độ thay đổi tần số khi giữ nguyên điện áp phần ứng
khi điều chỉnh giảm tần số sẽ làm cho mô men khởi động lớn và dòng điện rất
lớn sẽ làm hỏng động cơ khi khởi động vì vậy khi điều chỉnh tần số không
được giữ nguyên điện áp mà phải thay đổi theo một quy luật nhất định. Thật vậy
ta có U1 =4,44w1.Kdq1.f1.Φ =C.f1.Φ
Khi điều chỉnh tần số phải giữ cho Φ =const nên sự thay đổi điện áp theo tần số
U1
theo quy luật sau: = const.
f1
Khi điều chỉnh tốc độ theo phương pháp này cần phải có bộ biến tần do đó làm
tăng giá thành đầu tư công nghệ.
b. Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng
3 U f21
M th =
2 ω1 .(r1 + r12 + X 2nm )
R '2
S th = =const
r12 + X 2mm
khi điện áp lưới suy giảm mô men tới hạn giảm nhanh Mth˜U2 còn hệ số trượt
tới han không đổi .
Đặc tính cơ thay đổi điện áp (hình 1.3)
ω
ω0 ω = f(M)
U dm
ωth
U2 U
1
0 M mm M th M
Hình 1.3 Đặc tính cơ không đồng bộ khi thay đổi điện áp

Nhận xét :
Đặc tính cơ tự nhiên của động cơ không đồng bộ thường có hệ số trượt tới hạn
nhỏ nên không thực hiện điều chỉnh cho động cơ rô to lồng sóc. Còn khi thực
hiện cho động cơ rô to dây quấn cần nối thêm điện trở phụ vào mạch rô to để mở
rộng dải điều chỉnh tốc độ và mô men.
- Đối với phương pháp này cần phải thiết kế thêm bộ biến đổi điện áp xoay
chiều thành xoay chiều .
- Khi điện áp đặt vào phần ứng động cơ giảm Mth giảm trong khi đó giữ nguyên
f1 =const khi giảm điện áp thì độ cứng β giảm nên độ sụt tốc độ lớn làm tốc độ
động cơ không ổn định khi tăng tải đột ngột đồng thời mô men khởi động và mô
men tới hạn giảm dẫn đến trường hợp không thể khởi động được.
- Phương pháp này có thể được ứng dụng cho các động cơ có công suất lớn khi
yêu cầu dòng điện khởi động nhỏ.
c. Phương pháp thay đổi số đôi cực .(P)
Ta có công thức :
2πf 1 R'
ω1 = =var và S th = 2 const
P X nm
R '2
Vì đối với các công suất lớn thì r <<X nên có S th = =const do đó độ cứng
X nm
đặc tính cơ β không đổi .

Đặc tính cơ khi thay đổi số đôi cực (hình 1.4)
ω
ω0 p=1 ω = f(M)
p=2
ωth
0 Mmm M th M
Hình 1.4 .Đặc tính cơ Khi thay đổi số đôi cực P

Nhận xét :
- Phương pháp này thay đổi số đôi cực bằng cách thay đổi cách đấu dây stato
của động cơ do đó sẽ làm thay đổi một số thông số của động cơ như Uf1 ,r1 ,X1
… làm cho Mth động cơ thay đổi vì vậy nó thường dùng cho động cơ rô to lồng
sóc -Số cấp tốc độ điều chỉnh theo phương pháp này nhỏ thông thường chỉ chế
tạo hai cấp do đó không thể điều chỉnh trơn tạo ra rung giật khi điều chỉnh tốc
độ.
d.Phương pháp đưa điện trở phụ vào mạch rô to (đối với động cơ rô to dâyquấn)
3 U f21
M th = =const
2 ω1 .(r1 + r12 + X 2nm )
R '2
S th = =var
r12 + X 2mm
M th
β=− =var
ω1 . Sth
khi đưa điện trở vào mạch rô to thì mô men tới hạn không thay đổi còn hệ số
trượt tăng và độ cứng đặc tính cơ β giảm .
Đặc tính cơ điều chỉnh (hình 1.5)
ω
ω0 ω = f(M)
R f= 0
ωth
§ R f1
R f2
R f1
0 Mmm M th M
R f2
Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý, đặc tính cơ ĐCKĐB rô to dây quấn có Rf

Nhận xét:
- Phương pháp này chỉ dùng cho động cơ không đồng bộ rô to dây quấn

- Khi đưa điện trở phụ vào mạch rô to động cơ thì dòng điện và mô men khởi
động giảm và có thể điều chỉnh nhiều cấp tốc độ nhưng vẫn là điều chỉnh có cấp
- Điều chỉnh theo phương pháp này còn có thêm tổn hao công suất trên các điện
trở phụ.
- Dải điều chỉnh phụ thuộc vào mô men tải.Mô men tải càng nhỏ thì dải điều
chỉnh càng hẹp.
e. Phương pháp đưa Rf và Xf vào mạch stato (Đối với động cơ rô to lồng sóc )
Từ các công thức:
3 U f21
M th = =const
2 ω1 .(r1 + r12 + X 2nm )
R '2
S th = =var
r12 + X 2mm
M th
β=−
ω1 . Sth
Khi đưa điện trở phụ và điện kháng phụ vào mạch stato động cơ ta thấy Độ cứng
đặc tính cơ giảm ,Mth và Sth đều giảm .
Đặc tính cơ (Hình 1.6)
ω
ω0 ω = f(M)
ωth
Rf
Xf
0 Mmm M th M
Hình 1.6 Đặc tính cơ động cơ rô to lồng sóc khi đưa Rf và Xfvào mạch stato

Nhận xét :
- Phương pháp này áp dụng cho động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc có công
xuất trung bình và lớn khi yêu cầu cần giảm dòng điện khở động tuy nhiên sẽ
kéo theo mô men khởi động cũng nhỏ .
- Khi cần tạo ra đặc tính cơ có mô men khởi động là Mnm thì đặc tính cơ khi đưa
Xf vào cứng hơn khi đưa Rf .Điều này chứng tỏ tổn hao năng lượng khi đưa điện
trở vào mạch stato là lớn .
2. Động cơ đồng bộ
Động cơ đồng bộ được sử dụng rộng rãi trong những truyền động công suất
trung bình và lớn, có yêu cầu ổn định tốc độ cao .Động cơ đồng bộ thường dùng
cho máy bơm quạt gió ,hệ truyền động trong nhà máy luyện kim và cũng thường
dùng làm động cơ sơ cấp trong các tổ máy phát -Động cơ công suất lớn.
- Động cơ đồng bộ có độ ổn định tốc độ cao hệ số cosφ và hiệu suất lớn ,vận
hành tin cậy.
a. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ (hình 1.7)
U~
ω0
0 M®m Mmax M
Hình 1.7 .sơ đồ nguyên lý và đặc tính sơ đồng bộ

Nhận xét :
Khi đóng stato của động cơ đồng bộ vào lưới điện xoay chiều có tần số f1 =const
2πf 1
động cơ sẽ làm việc với tốc độ đồng bộ ω1 = không phụ thuộc vào tính chất
P
của tải .

- Trong phạm vi mô men cho phép M<Mmax thì đặc tính cơ tuyệt đối cứng β = ∞
còn khi M >Mmax thì động cơ sẽ bị mất đồng bộ.
- Động cơ này là việc động cơ tốc độ gặp khó khăn do chỉ có phương pháp duy
nhất là biến tần nguồn điện. Tuy nhiên, do sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật
điện tử thì nhược điểm này đã được khắc phục bằng các bộ biến tần công nghiệp
của các hãng sản xuất thiết bị điện tử công nghiệp nổi tiếng trên thế giới như
SIEMENT( Đức ), OMRON (Pháp) v.v... nhưng do giá thành còn cao và hầu hết
các công nghệ hiện nay chưa có hệ thống truyền động thích hợp với loại động cơ
này vì vậy mà động cơ đồng bộ chưa thông dụng ở nước ta.
I.1.2. Động cơ một chiều
Động cơ một chiều được ra đời rất sớm và cơ sở lý thuyết về loại động cơ này
đã được hoàn thiện ,Hiện nay nó chiếm 70 % trong các hệ truyền động từ công
suất nhỏ đến công suất lớn .Tuỳ thuộc vào yêu cầu hệ truyền động mà động cơ
một chiều có cuộn kích từ mắc nối tiếp hay song song với phần ứng nên chia
làm hai loại động cơ một chiều :
+Động cơ một chiều kích từ độc lập
+Động cơ một chiều kích từ nối tiếp
+Động cơ một chiều hỗn hợp
I. ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP
Đặc điểm của động cơ một chiều kích từ nối tiếp là cuộn kích từ mắc nối tiếp
với cuộn dây phần ứng (hình 1.8), nên cuộn kích từ có tiết diện lớn, điện trở
nhỏ, số vòng ít, chế tạo dễ dàng.
a.Sơ đồ nguyên lý
Hình 1.8 .a.Sơ đồ nguyên lý động

cơ một chiều KT nối tiếp
Phương trình đặc tính điện:
Uu R u + R f
ω= − I
Kφ Kφ
Hình 1.8.b) Đặc tính tính từ hoá của động cơ một chiều kích từ nối tiếp.
c) Đặc tính cơ của một động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp.
trong công thức từ thông phụ thuộc vào dòng điện kích từ chính là dòng điện
phần ứng (Ikt =Iư) quan hệ giữa từ thông và dòng điện là quan hệ phi tuyến theo
đường cong từ hoá do đó để đơn giản cho việc tính toán ta tuyến tính hoá đoạn
đường cong để Φ =f(Ikt) là quan hệ tuyến tính khi đó Φ = C.I mà ta có :
M
M=KΦI =KCI2 → I = thay vào phương trình đặc tính cơ điện ta có phương
KC
trình đặc tính cơ :

U R + Rf A
ω= − u = 2 −B
K . C. M K .C M
Nhận Xét :
- Do cuộn dây kích từ nối tiếp với cuộn dây phần ứng nên Ikt =Iư từ thông cuộn
kích từ phụ thuộc trực tiếp vào tải .
- Động cơ có khả năng quá tải lớn về mô men khi có cùng một hệ số quá tải
dòng điện như nhau thì mô men động cơ kích từ nối tiếp lớn hơn mô men động
cơ kích từ độc lập.
- Mô men động cơ kích từ nối tiếp không phụ thuộc vào sụt áp trên đường dây .
- Nhờ có dạng đặc tính cơ hybecbol nên động cơ có khả năng tự điều chỉnh tốc
độ khi phụ tải thay đổi để cho công suất cơ gần như không đổi nhờ đó khi nhẹ

tải động cơ sẽ quay nhanh hẳn để tăng năng suất máy ngược lại khi tải lớn động
cơ sẽ quay với tốc độ chậm.
II. Động cơ một chiều kích từ độc lập.
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có cuộn kích từ mắc vào nguồn một
chiều độc lập (hình 1.9) (đối nguồn có công suất không đủ lớn) và cũng có thể
cuộn kích từ mắc song song với mạch phần ứng (đối nguồn một chiều có công
suất vô cùng lớn).
1. Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ
Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Đặc tính cơ của một động cơ điện một chiều kích từ độc lập
Đặc điểm : Đối với động cơ loại này cuộn kích từ mắc độc lập với phần ứng
động cơ nên tiết diện dây nhỏ ,điện trở lớn ,dòng kích từ không phụ thuộc vào
tính chất của tải .
Phương trình đặc tính cơ :
Uu R + Rf
ω= − u M
Kφ dm (Kφ dm ) 2
Nhận xét:
- Với nguồn một chiều công suất vô cùng lớn thì cuộn dây kích từ mắc song
song với phần ứng động cơ có thể được xem là không ảnh hưởng tới điện áp đặt
vào phần ứng của động cơ .

- Từ thông sinh ra trong động cơ không phụ thuộc vào tính chất của tải mà chỉ
phụ thuộc vào điện áp và điện trở mạch kích từ Vì vậy có thể thay đổi từ thông
để điều chỉnh tốc độ .
- §ường đặc tính cơ là đường thẳng và động cơ làm việc ổn định khi tốc độ
không đổi thì mô men điện từ bằng mô men trên trục động cơ ,điểm làm việc
trên đặc tính tương ứng giao điểm đặc tính tải với đặc tính cơ tự nhiên.
- Phạm vi điều chỉnh tốc độ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ bền cơ khí kết
cấu cơ của máy, khả năng chuyển mạch cổ góp,độ duy trì tốc độ dặt khi có sự
dao động của phụ tải tĩnh .
- Có đặc tính cơ cứng mô men khởi động lớn có thể điều chỉnh được mô men
dùng các phương pháp cưỡng bức như đưa thêm điện trở phụ vào mạch phần
ứng.
2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ
a. Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng
Khi thay đổi điện áp phần ứng Uư=var ,Rư =const ,Φkt =const
Tốc độ không tải lý tưởng:
Ux
ω ox = = var
Kφ dm
Độ cứng đặc tính cơ:

(Kφ dm ) 2
β= = const
Ru
Hình 1.10.Đặc tính cơ khi điều chỉnh điện áp phần ứng động cơ
Nhận xét:
Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính
song song với đặc tính cơ tự nhiên (β=const) (H×nh1.10), khi thay đổi điện áp :
mô men ngắn mạch của động cơ giảm, độ cứng β= const,tốc độ động cơ thay
đổi. Mặt khác ta thấy điện áp đặt vào phần ứng động là có thể điều chỉnh được
tuỳ ý. Do vậy ta có thể điều chỉnh và ổn định tốc độ ở mọi dải điều chỉnh.
- Khi thay đổi điện áp phần ứng động cơ phải giữ cho từ thông kích từ không đổi
và định mức .
- Ứng với một tải thì độ sụt tốc độ trong toàn dải điều chỉnh là như nhau .Sai
lệch tốc độ tương đối trên đường đặc tính thấp nhất sẽ lớn nhất.
- Dải điều chỉnh rộng và điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản.
- Phương pháp này cần có bộ nguồn để thay đổi điện áp.
b. Phương pháp thay đổi từ thông
Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ :
Khi điều chỉnh từ thông ta giữ cho điện áp đặt vào phần ứng động cơ không đổi
và định mức. Uđm =const ,Rư =const ,Φkt =var
Tốc độ không tải lý tưởng:
U dm
ω ox = = var
Kφ x
Độ cứng đặc tính cơ:
Hình 1.11 .Đặc tính cơ khi điều chỉnh từ thông
Nhận xét:
Do cấu tạo động cơ, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ thông
giảm thì ωox tăng, còn β sẽ giảm. Ta có đặc tính cơ với ωox tăng dần và độ cứng
của đặc tính cơ giảm dần khi giảm từ thông (hình 1.11).
- Khi thay đổi giảm từ thông ta thu được họ đặc tính cơ có tốc độ ω >ω0 và độ
dốc càng tăng khi từ thông càng giảm nhỏ. Khi từ thông giảm đến một giá trị
nào đó thì có thể làm cho khả năng chuyển mạch của cổ góp bị xấu đi, gây hồ
quang
- Dải điều chỉnh nhỏ và thường điều chỉnh trên tốc độ cơ bản.
- Khi tốc độ tăng làm cho truyền động mất ổn định.
- Giảm mô men khởi động, ít tổn hao do điều chỉnh, kinh tế
Như vậy điều chỉnh từ thông chỉ phù hợp với loại truyền động khi cần tăng tốc
độ lớn hơn tốc độ định mức. Vì vậy ta cũng loại bỏ phương pháp này.
c. Phương pháp đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ .
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ Rf vào mạch
phần ứng.(Uđm =const ,Φkt định mức ,R=var)
U dm
Tốc độ không tải lý tưởng: ω0 =
Kφ dm
( Kφ dm ) 2
Độ cứng đặc tính cơ: β= = var
Ru + Rf
Hình 1.12 Đặc tính cơ khi đưa thêm điện phụ
Nhận xét:

Khi thêm điện trở phụ vào mạch mạch phần ứng thì độ cứng đặc tính cơ β
giảm đi. Với một phụ tải Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ động cơ giảm,
đồng thời dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm (hình 1.12).
- Phương pháp này có độ sụt tốc độ lớn khi điều chỉnh hay điều chỉnh có cấp, độ
trơn điều chỉnh lớn.
- Mô men khởi động và dòng khởi động giảm nhỏ. Khi điện trở phụ đưa vào
càng lớn thì đặc tính cơ càng mềm .
- Phương pháp này cho phép điều chỉnh tốc độ dưới tốc độ cơ bản .
- Phương pháp này gây tổn hao lớn vê mặt năng lượng, làm giảm hiệu suất biến
đổi năng lượng của hệ .
- Phương Pháp này dễ dàng thực hiện khi hệ thống không yêu cầu cao về điều
chỉnh tốc độ.
III. Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp
Loại động cơ này có 2 cuộn dây kích từ một cuộn mắc song song ,một mắc nối
tiếp với phần ứng động cơ vì vậy nó tận dụng được các ưu điểm của động cơ
một chiều kích từ nối tiếp và kích từ độc lập.
1. Sơ đồ nguyên lý: _
+
I kt
I¦
2. Đặc tính cơ (Hình 1.13)

ω E
ωo
R f =0
R f1
R f2
0 M
Hình 1.13 Đặc tính cơ động cơ một chiều kích từ hỗn hợp

Nhận xét:
- Đặc tính cơ có dạng trung gian đặc tính cơ động cơ một chiều kích từ độc lập
và đặc tính cơ kích từ nối tiếp .
- Từ thông chính của động cơ phụ thuộc vào tính chất của tải .
- Đường đặc tính cơ mềm có thể chạy ở tốc độ không tải .
- Loại động cơ này có cấu tạo phức tạp và giá thành cao nên ít được sử dụng
trong thực tế.
I.1.3 Nhận xét chung
1. Động cơ không đồng bộ :
a. Ưu Điểm :
Có cấu tạo đơn giản đặc biệt là động cơ rô to lồng sóc, có kích thước nhỏ làm
việc tin cậy trọng lượng nhỏ dễ sử dụng,Vận hành sửa chữa, làm việc trực tiếp
với lưới điện 3 pha, giá thành đầu tư dẻ.
b. Nhược điểm :
Hệ số cosφ và hiệu suất không cao, dải điều chỉnh hẹp, độ sụt tốc độ lớn khi
điều chỉnh.
2. Động cơ đồng bộ
a. Ưu điểm:
Dùng cho các hệ truyền động yếu cầu có công suất trung bình và lớn, yêu cầu độ
ổn định tốc độ cao, hiệu suất và hệ số cosφ cao.
b. Nhược điểm:
Trong các hệ truyền động công suất nhỏ chế tạo rất khó khăn.
3. Động cơ điện một chiều
a.Ưu điểm:
Dải điều chỉnh rộng, điều chỉnh thuận lợi dễ dàng khi thay đổi một trong các
thông số vật lý của động cơ, có thể điều chỉnh trơn điều chỉnh vô cấp, mô men
khởi động lớn, quá trình khởi động êm, thời gian khởi động nhỏ hệ số quá tải
lớn.
b. Nhược điểm:

Có cấu tạo phức tạp giá thành cao gặp khó khăn trong vận hành, sửa chữa, bảo
dưỡng, phải có bộ biến đổi kèm theo làm tăng chi phí đầu tư.
I.1.4. Kết luận chọn động cơ truyền động
a. Chọn động cơ
Qua phân tích và các nhận xét về các loại động cơ ta thấy mỗi loại động cơ có
những ưu điểm riêng cho từng loại phụ tải giá thành và môi trường làm việc.
Căn cứ vào yêu cầu thiết kế của đề tài thấy động cơ một chiều có nhiều ưu điểm
hơn động cơ xoay chiều. Vì vậy em chọn động cơ một chiều làm động cơ truyền
động.
b. Chọn kích từ cho động cơ:
Qua phân tích về 3 loại kích từ của động cơ điện một chiều ta thấy loại động cơ
điện một chiều kích từ hỗn hợp có kết cấu phức tạp giá thành cao nên ít được sử
dụng. Kích từ nối tiếp thì cho đặc tính cơ mềm, từ thông phụ thuộc vào dòng
điện tải, tiết diện dây lớn, độ ổn định tốc độ kém thay đổi nhanh khi tải thay đổi.
Kích từ độc lập thì từ thông chính không phụ thuộc vào tải, tiết diện dây kích từ
nhỏ, có thể điều chỉnh tăng giảm từ thông theo mong muốn, dải điều chỉnh tốc
độ cao, có thể điều chỉnh trơn. Từ sự so sánh tương quan trên em chọn loại kích
từ độc lập.
I.1.5. Chọn Phương pháp điều chỉnh tốc độ
Hiện nay trong các nhà máy đều có các hệ truyền động điện để đáp ứng yêu cầu
công nghệ từ yêu cầu đơn giản đến phức tạp để nâng cao chất lượng sản phẩm,
năng suất lao động chẳng hạn như hệ truyền động máy tiện khi bắt đầu gia công
chi tiết thì yêu cầu tốc độ giảm để tránh mẻ dao, khi ra dao yêu cầu di chuyển
nhanh để tăng độ nhẵn bề mặt chi tiết và nâng cao năng suất. Như đã phân tích
có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ:
+ Thay đổi điện áp phần ứng
+ Thay đổi từ thông chính
+ Đưa điện trở phụ vào mạch phần ứng động cơ
Mỗi phương pháp điều chỉnh có những ưu điểm riêng phụ thuộc vào yêu cầu
công nghệ mà chọn phương pháp thích hợp. Em quyết định chọn phương án

điều tốc độ dưới tốc độ cơ bản bằng cách thay đổi điện áp phần ứng đặt vào
động cơ.
I.2. Chọn Bộ biến đổi điện áp
Bộ biến đổi điện áp có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một
chiều cấp cho phần ứng của động cơ. Hiện nay người ta thường sử dụng các bộ
biến đổi sau:
- Hệ thống máy phát - động cơ (F-Đ),
- Hệ thống xung áp,
- Bộ biến đổi van - động cơ….
* Nhận xét:
- Ưu điểm nổi bật của hệ F - Đ là sự chuyển đổi trạng thái làm việc rất linh
hoạt, khả năng quá tải lớn. Do vậy thường sử dụng hệ truyền động F-Đ ở các
máy khai thác trong hầm mỏ.
Nhược điểm lớn nhất của hệ F - Đ là dùng nhiều máy điện quay trong đó ít nhất
là hai máy điện một chiều, gây ồn lớn, công suất lắp đặt máy ít nhất gấp 3 lần
công suất động cơ chấp hành. Ngoài ra các máy phát một chiều có từ dư, đặc
tính từ hoá có trễ nên khó khăn điều chỉnh sâu tốc độ.
- Bộ biến đổi van động cơ có nhiều ưu điểm như: Các van đều làm từ
những linh kiện bán dẫn điện tử đơn giản nên sơ đồ đơn giản, gọn nhẹ, không
gây ồn, chi phí thấp, hiệu suất cao, dễ thực hiện tự động hoá, tác động nhanh,
phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, điều chỉnh trơn và phù hợp với nhiều loại phụ
tải. Bên cạnh đó còn có những nhược điểm nhỏ như khả năng chịu quá tải kém
nên cần phải có bảo vệ, điện áp ra đập mạch nên cần phải có mạch lọc.
Từ nhận xét trên và theo yêu cầu của đề tài em quyết định chọn BBĐ van -
động cơ làm hệ truyền động.

PhÇn II
ThiÕt kÕ m¹ch ®éng lùc
* §Æt vÊn ®Ò:

M¹ch ®éng lùc trong hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn lμ m¹ch cung cÊp ®iÖn
n¨ng cho ®éng c¬ ®iÖn biÕn ®iÖn n¨ng thμnh c¬ n¨ng trªn trôc ®éng c¬. T¶i ë ®©y
cã thÓ lμ çc m¸y c«ng cô trong c«ng nghiÖp, hoÆc çc hÖ thèng n©ng h¹, cÈu...
§iÖn n¨ng cung cÊp ë ®©y cã thÓ lμ dßng 1 chiÒu hay xoay chiÒu.
M¹ch ®éng lùc cña hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn ®· cho theo ®Ò tμi lμ hÖ thèng van-
®éng c¬ bao gåm ®éng c¬ ®iÖn, bé biÕn ®æi vμ çc thiÕt bÞ phô kh¸c.
§éng c¬ ®iÖn theo ®Ò tμi lμ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, kÝch tõ ®éc lËp, kh«ng
®¶o chiÒu, ph¹m vi ®iÒu chØnh tèc ®é 400/1 víi sai lÖch tÜnh [St]% = 5%
Ph−¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ta lùa chän lμ ph−¬ng ph¸p thay ®æi ®iÖn ¸p ®Æt
vμo phÇn øng ®éng c¬. Víi ph−¬ng ph¸p nμy ta cã thÓ ®iÒu chØnh v« cÊp tèc ®é,
®é b»ng ph¼ng cña tèc ®é b»ng 1, ®é dèc ®Æc tÝnh b»ng const, d¶i ®iÒu chØnh
réng, chØ tiªu n¨ng l−îng ®−îc ®¸nh gi¸ tèt, b¶o ®¶m æn ®Þnh tèc ®é ®éng c¬ tèt
h¬n nhiÒu so víi çc ph−¬ng ph¸p kh¸c. Nh− vËy vÊn ®Ò ®Æt ra lμ ta ph¶i chän s¬
®å bé biÕn ®æi vμ mét sè thiÕt bÞ phô cho m¹ch ®éng lùc, mμ chñ yÕu lμ bé biÕn
®æi.
A. chän bé biÕn ®æi
Víi ®iÖn ¸p nguån cung cÊp lμ xoay chiÒu h×nh sin vμ yªu cÇu ®Çu ra cña bé
biÕn ®æi lμ ®iÖn ¸p mét chiÒu ®iÒu chØnh ®−îc. Ta cã thÓ sö dông s¬ ®å chØnh l−u
cã ®iÒu khiÓn hoÆc mét s¬ ®å chØnh l−u kh«ng ®iÒu khiÓn kÕt hîp víi mét bé
biÕn ®æi mét chiÒu- mét chiÒu. Trong ®Ò tμi nμy ta chän s¬ ®å chØnh l−u cã ®iÒu
khiÎn cho gän nhÊt, ®¬n gi¶n nhÊt, cßn ph−¬ng ¸n dïng mét s¬ ®å chØnh l−u
kh«ng ®iÒu khiÓn kÕt hîp víi bé biÕn ®æi mét chiÒu - mét chiÒu kh«ng sö dông
v× nã cång kÒnh, kÝch th−íc lín, tèn nhiÒu van vμ gi¸ thμnh l¹i cao.
Víi yªu cÇu cô thÓ cña phô t¶i ®· cho th× çc s¬ ®å chØnh l−u sau cã thÓ ®¸p
øng ®−îc:
1). S¬ ®å chØnh l−u h×nh tia 2 pha
2). S¬ ®å chØnh l−u h×nh tia 3 pha
3). S¬ ®å chØnh l−u h×nh cÇu 1 pha b¸n ®iÒu khiÓn
Ta xÐt mét sè bé biÕn ®æi:
a. S¬ ®å chØnh l−u h×nh tia hai pha cã D0
BA iT1
*
W21
i1 ud
u21
*
Ld rd Ed
0
U1~ W1
* u22
D0
iD0
W22 iT2
T2
* Nguyªn lý ho¹t ®éng:
Khi ωt = 0 ®Õn ωt = α = v1 th× D0 dÉn dßng nhê S§§ tù c¶m trong Ld do

vËy uT1 = u22 tøc lμ uT1> 0, uT2<0.
T¹i ωt = α = v1 ng−êi ta truyÒn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®Õn T1, van T1 më nªn
uT1 = 0; ud = u21 > 0. D0 bÞ ®Æt ®iÖn ¸p ng−îc nªn kho¸ uD0 = - ud. Van T2 vÉn
®ang ë tr¹ng th¸i kho¸:
ud = u21; uT1 = 0; uT2 = u22 - u21 = 2u22; iT1 = id =Id; iT2 = 0; iD0 = 0
§Õn ωt =π th× u21 = 0 vμ b¾t ®Çu chuyÓn sang ©m cßn u22 = 0 vμ b¾t ®Çu
chuyÓn sang d−¬ng. Tõ thêi ®iÓm nμy ®iÖn ¸p nguån t¸c ®éng ng−îc chiÒu dÉn
dßng cña T1 vμ ®Æt ®iÖn ¸p thuËn lªn T2 nh−ng T2 ch−a më v× ch−a cã tÝn hiÖu
®iÒu khiÓn. D0 më uD0 = 0; uT1 = u21 vμ b¾t ®Çu chuyÓn sang ©m, T1 kho¸ l¹i mμ
T2 vÉn kho¸ nªn lóc nμy trong s¬ ®å chØ cã van D0 dÉn dßng vμ ta cã:
ud = 0; uT1 = u21; uT2 = u22 ; iT1 = 0; iT2 = 0; iD0 = id = Id
T¹i ωt =ν2=π+α th× T2 cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vμ ®−îc ®Æt ®iÖn ¸p thuËn nªn
T2 më uT2 = 0, uD0 = u22 >0 vμ uD0 = -ud = u22 < 0 nªn D0 kho¸. Trong giai ®o¹n
nμy chØ cã van T2 dÉn dßng nªn:
ud = u22; uT2 = 0; uT1 = u21 - u22 = 2u21; iT2 = id =Id; iT1 = 0; iD0 = 0
Trong çc chu kú tiÕp theo s¬ ®å l¹i lÆp l¹i tr¹ng th¸i lμm viÖc nh− chu kú
thø nhÊt.

uL u21 u22
α
0 v1 v2 v3 v4
ωt
π 2π 3π
i T1
0 Id ωt
i T2
0 ωt
i D0
0 ωt
i 1
Id/ kba
0 ωt
u T1
0 ωt

* Mét sè biÓu thøc:
U d = U do (1 + cos α ) / 2
I Ttb = I d (π - α )/2π ; I T = I d (π - α )/2π
U Tth max = 2 .U 2 ; U Tng max = 2 2.U 2
I D0tb = I d (α/π ) ; I D0 = I d (α/π )
U D 0 ng max = 2 .U 2
b. S¬ ®å ch×nh l−u h×nh cÇu mét pha b¸n ®iÒu khiÓn

Ul
* BA
*
T1 T2
C R C R
D1 D2
C R C R
rh H
ck
®c
CKT rKT
-
+
UKT
S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®éng lùc cña hÖ thèng

Ho¹t ®éng cña s¬ ®å:
Khi ωt= α cho xung ®iÒu khiÓn më T1 trong kho¶ng thêi gian ν1÷π tiristor
T1 vμ ®i«t D2 cho dßng ch¶y qua. Khi U2 b¾t ®Çu ®æi dÊu D1 më ngay, T1 tù nhiªn
kho¸ l¹i, dßng id=Id chuyÓn tõ T1 sang D1 (lóc nμy D2 vÉn cho dßng ch¶y qua do
søc ®iÖn ®éng tù c¶m trong Ld t¹o ra).
D1 vμ D2 cïng cho dßng ch¶y qua, Ud=0
Khi ωt =ν2=π+α cho xung më T2. Dßng t¶i id=Id ch¶y qua D1 vμ T2. §ièt D2
bÞ kho¸ l¹i. Khi U2 b¾t ®Çu ®æi dÊu D2 më ngay, T2 tù nhiªn kho¸ l¹i, dßng id=Id
chuyÓn tõ T2 sang D2 (lóc nμy D1 vÉn cho dßng ch¶y qua do søc ®iÖn ®éng tù
c¶m trong Ld t¹o ra).

Khi ωt =ν3=2π+α cho xung më T1 qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña çc van t−¬ng tù nh−
chu kú tr−íc ®ã.
uD
α
0 ωt
π 2π 3π
i T1
0 Id ωt
i T2
0 ωt
i D1
0 ωt
i D2
0 ωt
u T1
0 ωt
§å thÞ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn cña m¹ch chØnh l−u cÇu b¸n ®iÒu khiÓn
Trong s¬ ®å nμy, gãc dÉn dßng cña Tiristor vμ cña ®i«t kh«ng b»ng nhau.
Gãc dÉn dßng cña ®ièt lμ λD=π+α, cßn gãc dÉn dßng cña tiristor lμ λT=π-α.
Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p t¶i:
π
1 2U 2
Ud = ∫ 2 U 2 Sinθ. dθ = (1 + cos α )
πα π

cña dßng t¶i
Ud
Id =
R∑
cña dßng trong tiristor
1 π I d .(π − α)
2π α∫
IT = I d .d θ =
2π
cña dßng trong ®ièt
1 π+ α I .(π − α)
IT =
2π α∫ I d .dθ = d
2π
Gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng ch¶y trong cuén d©y thø cÊp m¸y biÕn ¸p
π
1 2 α
I2 = ∫
πα
I d dθ = I d 1 −
π
KÕt luËn:
S¬ ®å chØnh l−u tia 3 pha lμ mét s¬ ®å hoμn chØnh, chÊt l−îng ®iÖn ¸p ra tèt
h¬n s¬ ®å h×nh tia 2 pha, nh−ng sè van nhiÒu h¬n vμ m¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p
h¬n s¬ ®å h×nh tia 2 pha, do ®ã ta kh«ng sö dông s¬ ®å nμy cho ®Ò tμi.
S¬ ®å chØnh l−u h×nh cÇu 3 pha lμ mét s¬ ®å chØnh l−u tèt. Cho phÐp sö dông ë
hÖ thèng truyÒn ®éng c«ng suÊt lín, chÊt l−îng ®iÖn ¸p ra tèt, ®iÖn ¸p ®Æt trªn
van nhá h¬n mét nöa so víi ®iÖn ¸p ®Æt trªn mçi van cña s¬ ®å chØnh l−u h×nh tia
2 pha vμ 3pha do ®ã dÔ chän van trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ, nh−ng nh−îc ®iÓn cña
nã lμ m¹ch ®éng lùc phøc t¹p, m¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p, sè l−îng van nhiÒu, gi¸
thμnh cao, trong khi yªu cÇu cña phô t¶i mμ ®Ò t¶i cho kh«ng cÇn chÊt l−îng ®iÖn
¸p ra qu¸ tèt.
S¬ ®å chØnh l−u h×nh tia hai pha cã D0 lμ s¬ ®å ®¬n gi¶n h¬n so víi s¬ ®å chØnh
l−u h×nh cÇu vμ h×nh tia 3 pha. §Ó ®¸p øng ®−îc yªu cÇu cña phô t¶i mμ ®Ò tμi ®·
cho vμ b¶o ®¶m ®−îc tÝnh kinh tÕ ta chän s¬ ®å chØnh l−u h×nh tia 2 pha cã D0 lμ
m¹ch ®éng lùc cña hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn.
B. Chän ph−¬ng ph¸p h∙m.
§Ó h·m mét hÖ T§§ cã thÓ:

- H·m theo ph−¬ng ph¸p c¬.
- H·m theo ph−¬ng ph¸p ®iÖn .
H·m theo ph−¬ng ph¸p c¬ lμ dïng phanh c¬ hoÆc phanh ®iÖn-c¬,phanh ®iÖn
c¬ th−êng ®Æt ë cæ trôc ®éng c¬ vμ cã nhiÒu kiÓu,nhiÒu lo¹i nh−ng nguyªn t¾c
ho¹t ®éng chung t−¬ng tù nhau.§ã lμ khi cÊp ®iÖn cho ®éng c¬ ch¹y th× cuén
phanh còng ®−îc cÊp ®iÖn vμ cæ trôc ®éng c¬ ®−îc níi láng . Khi c¾t ®iÖn ®Ó
®éng c¬ dõng th× cuén phanh còng mÊt ®iÖn vμ cæ trôc ®éng c¬ bÞ Ðp l¹i.
H·m mét hÖ T§§ nh»m mét trong çc môc ®Ých sau :
Dõng hÖ T§§
Gi÷ hÖ thèng ®øng yªn khi hÖ thèng dang chÞu mét lùc cã h−íng
g©y chuyÓn ®éng.
Gi¶m tèc hÖ T§§
Gh×m cho hÖ T§§ lμm viÖc víi tèc ®é æn ®Þnh
Hai môc ®Ých sau kh«ng dïng phanh ®iÖn-c¬ v× rÊt khã thùc hiÖn.Ph−¬ng ph¸p
h·m b»ng ®iÖn tá ra cã hiÖu lùc trong tÊt c¶ çc tr−êng hîp.
Tr¹ng th¸i h·m cña ®éng c¬ lμ tr¹ng th¸i ®éng c¬ sinh ra m«men ®iÖn tõ
ng−îc víi chiÒu quay mμ r«to dang cã.
Phanh h·m c¬ vμ ®iÖn-c¬ cã m¸ phanh tú Ðp vμo trôc ®éng c¬ khi phanh.Khi
h·m ®iÖn, trôc ®éng c¬ kh«ng bÞ phÇn tö nμo tú vμo c¶ mμ chØ cã m«men ®iÖn tõ
t¸c dông vμo r«to ®éng c¬ ®Ó c¶n l¹i chuyÓn ®éng quay ®ã cña ®éng c¬.
Cã 3 tr¹ng th¸i h·m :
H·m t¸i sinh (h·m tr¶ n¨ng l−îng vÒ l−íi)
H·m ng−îc
H·m ®éng n¨ng.
§Æc ®iÓm chung cho c¶ 3 tr¹ng th¸i h·m ®iÖn lμ ®éng c¬ ®Òu lμm viÖc oÎ chÕ ®é
m¸y ph¸t,biÕn c¬ n¨ng mμ hÖ T§§ ®ang cã qua ®éng c¬ thμnh ®iÖn n¨ng ®Ó
hoμn tr¶ vÒ l−íi (h·m t¸i sinh) hoÆc tiªu thô ë d¹ng nhiÖt trªn ®iÖn trë (h·m
ng−îc, h·m ®éng n¨ng). M«men ®Ó quay ®éng c¬ ë chÕ ®é m¸y ph¸t sÏ lμ
m«men h·m ®èi víi hÖ T§§.

§èi víi ®éng c¬ 1 chiÒu KT§L ta cã çc ph−¬ng ph¸p h·m lμ :
H·m t¸i sinh .
H·m ng−îc.
H·m ®éng n¨ng :
¾ H·m ®éng n¨ng : kÝch tõ tù kÝch.
¾ H·m ®éng n¨ng : kÝch tõ ®éc lËp.
Ta ®i xÐt tõng ph−¬ng ph¸p h·m
a1. H·m t¸i sinh .
H·m t¸i sinh x¶y ra khi tèc ®é quay cña ®éng c¬ lín h¬n tèc ®é kh«ng t¶i.
Khi h·m t¸i sinh E−>U− ®éng c¬ lμm viÖc nh− mét m¸y ph¸t ®iÖn song song víi
l−íi. So víi chÕ ®é ®éng c¬, dßng vμ momen h·m ®· ®æi chiÒu vμ ®−îc x¸c ®Þnh
theo biÓu thøc:
U u − E u Kφω o − Kφω o
Ih = = <0
R R
Mh=KφIn<0
TrÞ sè h·m lín dÇn lªn cho ®Õn khi c©n b»ng víi m«men phô t¶i cña c¬ cÊu th×
hÖ thèng lμm viÖc æn ®Þnh víi ωo®>ωo.
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ ë ®o¹n h·m t¸i sinh lμ
Uu Ru
ω= − .M
Kφ ( Kφ) 2

§−êng ®Æc tÝnh c¬ ë tr¹ng th¸i h·m t¸i sinh n»m trong gãc phÇn t− thø 2 vμ thø
4 cña mÆt ph¼ng to¹ ®é.
Trong tr¹ng th¸i h·m t¸i sinh, dßng ®iÖn h·m ®æi chiÒu vμ c«ng suÊt ®−îc ®−a
tr¶ vÒ l−íi cã gi¸ trÞ P=(E-U)I. §©y lμ ph−¬ng ph¸p h·m kinh tÕ nhÊt v× ®éng c¬
sinh ra ®iÖn n¨ng h÷u Ých.
* H·m t¸i sinh x¶y ra trong çc tr−êng hîp sau ®©y :
+ §iÒu chØnh tèc ®é b»ng çch gi¶m ®iÖn ¸p nguån.
+ Víi t¶i mang tÝnh chÊt thÕ n¨ng, ta tiÕn hμnh h¹ t¶i b»ng çch ®¶o chiÒu ®iÖn
¸p ph¶n øng.ë ®ay ta nghiªn cøu t¶i mang tÝnh chÊt ph¶n kh¸ng nªn ta kh«ng xÐt
tr−êng hîp nμy .
Khi h·m t¸i sinh kh«ng nªn ®−a ®iÖn trë phô vμo m¹ch phÇn øng v× ®−a thªm
®iÖn trë phô vμo sÏ lμm cho hiÖu suÊt cña viÖc h·m t¸i sinh gi¶m ®i vμ tèc ®é lμm
viÖc khi h·m lín g©y mÊt an toμn .
* NhËn xÐt :
H·m t¸i sinh lμ ph−¬ng ph¸p h·m kinh tÕ nh−ng do ta chän lo¹i bé biÕn ®æi lμ
cÇu mét pha tøc lμ bé biÕn ®æi ®¬n. Bé biÕn ®æi ®¬n kh«ngcho phÐp dÉn dßng
ng−îc mμ chØ cho dÉn dßng theo mét chiÒu nªn hÖ truyÒn ®éng cña ta kh«ng
thùc hiÖn ®−îc h·m t¸i sinh.
a2. H·m ng−îc
Hμm ng−îc lμ tr¹ng th¸i m¸y ph¸t cña ®éng c¬, mμ khi r«to cña ®éng c¬ quay
ng−îc chiÒu so víi chiÒu quay do cùc tÝnh cña ®iÖn ¸p nguån g©y ra .
Cã 2 lo¹i h·m ng−îc :
+ H·m ®−a ®iÖn trë phô vμo m¹ch phÇn øng.
+ H·m ®¶o chiÒu ®iÖn ¸p phÇn øng vμ ®−a thªm ®iÖn trë phô .
Ta ®i xÐt çc lo¹i h·m ng−îc nªu trªn :
* H·m ®−a ®iÖn trë phô vμo m¹ch phÇn øng (sö dông víi t¶i mang tÝnh chÊt
thÕ n¨ng)
U u + E u Kφω o + Kφω o
Dßng ®iÖn h·m: Ih = =
Ru + Rf Ru + Rf
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬:

U dm R + Rf
ω= − u .M
Kφ dm ( Kφdm ) 2
(Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬ lμ ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh biÕn trë)
NhËn xÐt:
Khi h·m ng−îc ta vÉn sö dông ®iÖn l−íi do ®ã sÏ kh«ng thùc hiÖn ®−îc khi sù
cè mÊt ®iÖn.
* H·m ®¶o chiÒu ®iÖn ¸p vμ ®−a thªm ®iÖn trë phô vμo m¹ch ph¶n øng:
Víi kiÓu h·m nμy cã nh−îc ®iÓm gièng nh− tr−êng hîp h·m trªn nã cßn cã
thªm nh−îc ®iÓm n÷a lμ ph¶i thªm thiÕt bÞ c¾t ®iÖn vμo ®óng thêi ®iÓm tèc ®é
®éng c¬ b»ng kh«ng (ω=0) nÕu kh«ng ®éng c¬ (M®c>Mc) sÏ quay ng−îc l¹i.
V× th«ng th−êng ®éng c¬ lμm viÖc ë ®iÓm a trªn ®Æc tÝnh tù nhiªn víi t¶i Mc ta
®æi chiÒu ®iÖn ¸p phÇn øng vμ ®−a thªm ®iÖn trë phô vμo m¹ch, ®éng c¬ chuyÓn
sang lμm viÖc ë ®iÓm b trªn ®Æc tÝnh biÕn trë. T¹i b m« men ®· ®æi chiÒu chèng
l¹i chiÒu quay cña ®éng c¬ nªn tèc ®é gi¶m theo ®o¹n bc, t¹i c tèc ®é b»ng
kh«ng nÕu ta c¾t phÇn øng ra khái ®iÖn ¸p nguån ®Æt vμo ®éng c¬ th× ®éng c¬ sÏ
dõng l¹i, cßn nÕu ta kh«ng nÕu ta kh«ng c¾t phÇn øng ra khái ®iÖn ¸p nguån ®Æt
vμo ®éng c¬ th× t¹i c (Mo>Mc) ®éng c¬ sÏ quay ng−îc l¹i vμ lμm viÖc æn ®Þnh t¹i
d.
Trong tr−êng hîp nμy dßng ®iÖn h·m rÊt lín v×:
− Uu − Eu − Uu − Eu
Ih = =
Ru + Rf RΣ
M h = K ΦI h
V× vËy cÇn ®−a thªm ®iÖn trë Rf ®ñ lín vμo m¹ch phÇn øng ®Ó h¹n chÕ Ih.
Tãm l¹i h·m ng−îc b»ng ph−¬ng ph¸p ®¶o cùc tÝnh ®Æt vμo phÇn øng ®éng c¬
nh¬ trªn dßng ®iÖn rÊt lín g©y tæn thÊt n¨ng l−îng lín. E− cïng chiÒu U ®éng c¬
lμm viÖc nh− mét m¸y ph¸t m¾c nèi tiÕp víi l−íi. Lóc ®ã nã võa nhËn n¨ng
l−îng tõ l−íi ®iÖn ®ång thêi n¨ng l−îng ®iÖn do nã ph¸t ra ®Òu tiªu t¸n trªn
m¹ch phÇn øng d−íi d¹ng nhiÖt lμm gi¶m tuæi thä ®éng c¬. MÆt kh¸c nÕu nh−
tèc ®é ®éng c¬ ®· gi¶m thÊp nÕu ta kh«ng c¾t ®éng c¬ ra khái l−íi mét çch
chÝnh x¸c th× ®éng c¬ sÏ quay ng−îc l¹i do ®ã kh«ng phï hîp víi yªu cÇu c«ng
nghÖ.
Trong s¬ ®å bé chØnh l−u tia 2 pha cã D0 ta chän cho hÖ thèng truyÒn ®éng
kh«ng lμm viÖc ë chÕ ®é nghÞch l−u, kh«ng cã chuyÓn n¨ng l−îng vÒ nguån do
®ã kh«ng cã h·m t¸i sinh. MÆt kh¸c phô t¶i ®· cho kh«ng ®¶o chiÒu, suÊt ®iÖn
®éng E kh«ng ®æi chiÒu v× vËy tèc ®é ®éng c¬ kh«ng ®¶o chiÒu. Muèn h·m
ng−îc ta ph¶i cã çc c«ng t¾c t¬ ®Ó thùc hiÖn ®¶o chiÒu ®iÖn ¸p, nh− vËy sÏ rÊt
phøc t¹p, gi¸ thμnh cao, kÝch th−íc l¹i lín. MÆt kh¸c vÒ mÆt n¨ng l−îng th× h·m
ng−îc cã chØ tiªu n¨ng l−îng xÊu nhÊt, cho nªn ta kh«ng chän h·m ng−îc trong
hÖ thèng truyÒn ®éng. V× vËy chØ cßn l¹i cã h·m ®éng n¨ng víi −u ®iÓm lμ ®¬n
gi¶n vμ chØ tiªu n¨ng l−îng h¬n ë h·m ng−îc lμ hîp lý h¬n c¶ cho hÖ thèng
truyÒn ®éng.
* Chọn thiết bị bảo vệ sơ đồ mạch động lực:
1- AB: Aptomat dùng để bảo vệ và đóng cắt mạch điện.

2- MBA: Máy biến áp chỉnh lưu cung cấp điện áp phù hợp cho bộ chỉnh lưu,
cách li về mặt điện giữa nguồn xoay chiều với mạch động lực bộ chỉnh lưu.
3- R,C: Các điện trở và điện dung dùng để bảo vệ quá gia tốc điện áp qua các
van.
4- CK: Cuộn kháng san bằng được mắc nối tiếp với mạch động lực để san bằng
dòng điện qua phụ tải.
5- RH: Điện trở dùng để hãm động năng, làm giảm thời gian hãm và dòng điện
hãm cho động cơ.
* S¬ ®å m¹ch ®éng lùc
T1
BA
*
ATM
C R
*
Ul~
*
D0
T2
C R
rh H
ck
®c
CKT rKT
-
+
UKT
- Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch h∙m:

Khi hÖ thèng lμm viÖc b×nh th−êng çc tiÕp ®iÓm K th−êng më ®ãng, çc tiÕp
®iÓm K th−êng ®ãng më nhê m¹ch ®iÒu khiÓn qua tr×nh khëi ®éng (ë ®©y kh«ng
tr×nh bμy). Khi muèn h·m ®éng c¬ ta tiÕn hμnh Ên nót dõng ë m¹ch ®iÒu khiÓn.
Lóc ®ã çc tiÕp ®iÓm K trë vÒ tr¹ng th¸i lμm viÖc b×nh th−êng ®éng c¬ ®−îc c¾t
ra khái l−íi, ®iÖn trë h·m ®−îc ®−a vμo ho¹t ®éng, cuén d©y kÝch tõ vÉn ®−îc

cÊp ®iÖn. Do qu¸n tÝnh c¬ roto ®éng c¬ vÉn quay vμ sinh ra mét søc ®iÖn ®éng
E=K.Φ.ω. Søc ®iÖn ®éng nμy khÐp m¹ch qua Rh vμ tiªu t¸n n¨ng l−îng -> ®éng
c¬ ®−îc h·m. Qu¸ tr×nh h·m tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn. Khi nμo tèc ®é ®éng c¬
b»ng 0 th× qu¸ tr×nh h·m kÕt thóc.

PhÇn 3
Chän vμ ph©n tÝch m¹ch ®iÒu khiÓn
III.1. Giíi thiÖu chung:
§Ó cã ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ th× çc Tiristo cÇn cã çc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn;
dÉn ®Õn cÇn cã m¹ch ph¸t xung cÊp cho çc Tiristo.§Ó ®¹t ®−îc sù æn ®Þnh tèc
®é cμn cã ph¶n håi ©m vμ do vËy cÇn ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ hÖ sè khuÕch ®¹i nªn
ta ph¶i cã bé khuÕch ®¹i. Ngoμi ra cÇn cã nguån nu«i çc kh©u ph¸t xung,
khuÕch ®¹i. CÇn cã bé t¹o ra ®iÖn ¸p chñ ®¹o, lÊy tÝn hiÖu ph¶n håi.
III.2. ThiÕt kÕ m¹ch ph¸t xung ®iÒu khiÓn s¬ ®å chØnh l−u
III.2.1. Giíi thiÖu chung:
Ta ®· biÕt ®Ó van cña bé chØnh l−u cã thÓ më t¹i çc thêi ®iÓm mong muèn th×
ngoμi ®iÒu kiÖn trªn van ®ã ph¶i cã ®iÖn ¸p thuËn th× trªn ®iÖn cùc ®iÒu khiÓn vμ
katot cña van ph¶i cã mét ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn (mμ th−êng gäi lμ tÝn hiÖu ®iÒu
khiÓn). §Ó cã hÖ thèng xuÊt hiÖn theo ®óng yªu cÇu më van ng−êi ta sö dông
mét m¹ch ®iÖn t¹o ra çc tÝn hiÖu ®ã gäi lμ m¹ch ®iÒu khiÓn hay hÖ thèng ®iÒu
khiÓn bé chØnh l−u .
- Çc xung ®iÒu khiÓn ®−îc tÝnh to¸n vÒ ®é dμi xung sao cho ®ñ thêi gian cÇn
thiÕt (víi mét ®é dù tr÷ nhÊt ®Þnh) ®Ó më van víi mäi lo¹i phô t¶i cã thÓ cã khi
s¬ ®å lμm viÖc. Th«ng th−êng ®é dμi xung n»m trong kho¶ng 200 ®Õn 600 μ s .
- Çc hÖ thèng ph¸t xung ®iÒu khiÓn bé chØnh l−u hiÖn nay ®ang sö dông cã thÓ
ph©n chia lμm hai nhãm: Nhãm hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®ång bé vμ nhãm hÖ thèng
®iÒu khiÓn kh«ng ®ång bé. Nhãm thø nhÊt ®ang ®−îc sö dông phæ biÕn hiÖn nay
vμ ta chØ nghiªn cøu nhãm nμy.
Çc hÖ thèng ®ång bé th−êng sö dông hiÖn nay bao gåm:
+ HÖ thèng ®iÒu khiÓn theo pha ngang: ph−¬ng ph¸p nμy cã −u ®iÓm lμ cã
m¹ch ph¸t xung ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n nh−ng cã 1 sè nh−îc ®iÓm lμ ph¹m vi ®iÒu
khiÓn gãc më α kh«ng réng. RÊt nh¹y víi sù thay ®æi cña ®iÖn ¸p nguån vμ khã
tæng hîp tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. Do nh÷ng nh−îc ®iÓm nμy mμ hÖ thèng ph¸t xung
®iÒu khiÓn theo ph−¬ng ph¸p pha ngang kh«ng phï hîp víi yªu cÇu c«ng nghÖ.
+ Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn dïng ®ièt hai cùc gèc (Tranzito mét tiÕp gi¸p):

M¹ch ph¸t xung ph−¬ng ph¸p nμy ®¬n gi¶n nh−ng cã nh−îc ®iÓm lμ chØ phï hîp
víi hÖ thèng c«ng suÊt nhá, ®¶o chiÒu khã kh¨n. Cho nªn trong thùc tÕ Ýt dïng.
+ Ph−¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn theo nguyªn t¾c pha ®øng: ph−¬ng ph¸p nμy tuy cã
m¹ch ph¸t xung phøc t¹p nh−ng ®¸p øng ®−îc çc yªu cÇu chØ tiªu chÊt l−îng.
- §é réng xung ®¶m b¶o yªu cÇu lμm viÖc.
- Tæng hîp tÝn hiÖu dÔ dμng.
- Gãc më α cña tiristor cã thÓ thay ®æi ®−îc trong kho¶ng réng.
- §é dèc s−ên tr−íc cña xung ®¶m b¶o cã hÖ sè khuyÕch ®¹i phï hîp,lμm
viÑc tin cËy chÝnh x¸c víi ®é nh¹y cao.
- Cã thÓ ®iÒu khiÓn ®−îc hÖ cã c«ng suÊt lín.
* Sau ®©y ta sÏ x©y dùng mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn theo pha ®øng.
S¬ ®å khèi cña m¹ch t¹o xung ®iÒu khiÓn:
- Nguyªn t¾c thiÕt kÕ m¹ch t¹o xung trong çc bé chØnh l−u: VÒ nguyªn t¾c mçi
Tiristor cã mét kªnh. Ta sö dông m¹ch ®éng lùc lμ chØnh l−u tia 2 pha cã D0 th×
ph¶i cã hai kªnh t¹o xung, kªnh nä lÖch kªnh kia 1800
2. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn theo pha ®øng
Khèi 1 Khèi 2 Khèi 3

u1 §BH urc
X§K
& SS TX
FSRC
u®k
Khèi 1: Khèi ®ång bé ho¸ vμ ph¸t sãng r¨ng c−a. Khèi nμy cã nhiÖm vô
lÊy tÝn hiÖu ®ång bé ho¸ vμ ph¸t ra sãng ®iÖn ¸p h×nh r¨ng c−a ®Ó ®−a vμo khèi
so s¸nh.
Khèi 2: Khèi so s¸nh, cã nhiÖm vô so s¸nh gi÷a tÝn hiÖu ®iÖn ¸p tùa h×nh
r¨ng c−a víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k ®Ó ph¸t ra tÝn hiÖu xung ®iÖn ¸p ®−a tíi
m¹ch t¹o xung.

Khèi 3: Khèi t¹o xung, cã nhiÖm vô t¹o ra çc xung ®iÒu khiÓn ®−a tíi
ch©n ®iÒu khiÓn cña Tiristo.
III.2.2. Ph©n tÝch lùa chän kh©u ®ång bé ho¸ vµ t¹o sãng r¨ng c−a
a. NhiÖm vô cña khèi:
T¹o ra hÖ thèng çc xung ®iÖn ¸p cã d¹ng r¨ng c−a xuÊt hiÖn lÆp ®i lÆp l¹i víi
chu kú b»ng chu kú cña ®iÖn ¸p ®ång bé (xoay chiÒu) cung cÊp cho s¬ ®å
chØnh l−u. §ång thêi ®iÒu khiÓn ®−îc thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cña chóng trong
mçi chu kú .
b. S¬ ®å nguyªn lý:
Cã nhiÒu çch thiÕt kÕ khèi nμy . ë ®©y ta ph©n chia ra 3 çch dùa trªn c¬ së linh
kiÖn thiÕt kÕ .
- § + C : §iot vμ tô.
- Tr + C : Tranzitor vμ tô.
- IC + C : IC vμ tô.
Sau ®©y ta x©y dùng khèi ®ång bé ho¸ vμ t¹o sãng r¨ng c−a dïng IC + tô .
S¬ ®å gåm BA§BH t¹o ra ®iÖn ¸p ®ång bé ho¸ .
PhÇn t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a sö sông ®ièt, tranzitor, çc ®iÖn trë, tô ®iÖn vμ ë ®©y ®Ó
t¹o ra dßng n¹p æn ®Þnh ta øng dông tÝnh chÊt ®Æc biÖt cña çc bé khuÕch ®¹i
thuËt to¸n vi ®iÖn tö K§TT .
+Ucc
R1
BA§BH D1
Tr1 C
*
U1 R2
*
Ic1
R3 Urc
WR1
-Ucc
c. Nguyªn lý lµm viÖc :

§iÖn ¸p xoay chiÒu qua BA§BH ta ®−îc ®iÖn ¸p ®ång bé ®Æt lªn Tr1 m¹ch lμm
viÖc ë chÕ ®é ®îi nhËn ®iÖn ¸p vμo lμ U®b cho d·y xung ®iÖn ¸p r¨ng c−a , xung
nμy cã s−ên tr−íc biÕn ®æi tuyÕn tÝnh vμ cã thÓ ®iÒu chØnh trÞ sè cña biªn ®é
xung .
T¹i ωt = 0 (U®b = 0) D1 më, Tr1 kho¸, ®iÖn ¸p tõ – Ucc qua wR1 ®Õn R3 ®−a
®Õn ®Çu vμo cña IC1 , ®Çu ra cña IC1 cã trÞ sè d−¬ng. Tô C n¹p ®iÖn víi chiÒu
n¹p +Ucc ®Õn IC1 ®Õn C1 ®Õn R3 ®Õn w1 vÒ – Ucc.
Dßng n¹p cã trÞ sè kh«ng ®æi :
Ucc
Ic1n¹p =
R 3 + wR 1
V× ®iÖn ¸p ®Çu vμo cña IC thuËt to¸n cã gi¸ trÞ rÊt nhá nªn :
0 , 01 ( T / 2 )
1
Urc = Uc1 =
C1 ∫ ic 1 dt
0
+ Uco
T¹i ωt = π (U®b = 0) b¾t ®Çu lËt tr¹ng th¸i, dÞnh chuyÓn sang chu kú ©m nªn D1
bÞ ®Æt ®iÖn ¸p ng−îc nªn D1 kho¸. D−íi t¸c dông cña nguån mét chiÒu +Ucc
qua R1 sÏ lμm cho Tr1 më tô C ngõng n¹p vμ phãng ®iÖn qua Tr1 cho ®Õn khi
®iÖn ¸p trªn tô = 0 vμ ®−îc duy tr× cho ®Õn khi ωt = 2π. Sau ®ã U®b lËt tr¹ng th¸i
chuyÓn sang chu kú d−¬ng tiÕp theo vμ l¹i ®−îc lÆp l¹i nh− cò.
Do Urc lμ ®iÖn ¸p ra cña Ic1 cã ®iÖn trë trong rÊt nhá. V× vËy ®iÖn ¸p ra cã d¹ng
kh«ng phô thuéc vμo t¶i.
Víi s¬ ®å nμy dung l−îng tô C chØ cÇn rÊt nhá th−êng chän kho¶ng 200nF.V×
vËy chän tô dÔ dμng. MÆt kh¸c tô phãng rÊt nhanh nªn an toμn cho Tr1 vμ ®iÖn
¸p rÊt gÇn víi d¹ng r¨ng c−a lý t−ëng.
d. Gi¶n ®å ®iÖn ¸p :

u®b
π 2π 3π
O ωt
urc
0
ωt
III.2.3. Lùa chän m¹ch so s¸nh :
a. NhiÖm vô:
So s¸nh ®iÖn ¸p r¨ng c−a Urc do m¹ch §BH-SRC göi tíi víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn
Giao ®iÓm cña hai ®iÖn ¸p nμy x¸c ®Þnh gãc ®iÒu khiÓn α .
b. S¬ ®å nguyªn lý:
Phæ biÕn hiÖn nay lμ çc s¬ ®å so s¸nh dïng Tranzitor vμ K§TT b»ng vi ®iÖn
tö. ë ®©y ta sö dông khèi so s¸nh dïng IC.
+ucc
r4
+Urc
-U®k
r5 ic2 Uss
-ucc
c. Gi¶n ®å ®iÖn ¸p :

u
urc
-u ®k
0
ωt
uss
0 α
ωt
Nh×n vμo gi¶n ®å ®iÖn ¸p ta thÊy: khi t¨ng U®k th× gãc ®iÒu khiÓn α sÏ t¨ng
Lóc nμy ®iÖn ¸p ra cña bé chØnh l−u sÏ gi¶m (do Ud =Uo cos α ) . Do ®ã kh«ng
®óng víi quy luËt cña ®iÒu khiÓn.
Do ®ã ta ph¶i thiÕt kÕ sao cho khi t¨ng ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn th× ®iÖn ¸p ra cña bé
chØnh l−u sÏ t¨ng. Lóc nμy Urc vμ U®k ph¶i cã d¹ng sau ( khi U®k t¨ng th× U’®k
sÏ gi¶m):
U Urc
U'®k1
U'®k2
0
U t
0
t
α1
U
0 t
α2
Nh− vËy ®iÒu khiÓn lμ ®óng quy luËt : khi u®k t¨ng th× gãc α sÏ gi¶m .

Lóc nμy s¬ ®å cña khèi so s¸nh sÏ lμ:
+Ucc
Urc
U'®k IC Ur
K
-Ucc
U®k
Víi U’®k=K/U®k
-Ucc
Tr
U'®k WR
U®k
2.3. Khèi t¹o xung vµ ph©n chia xung:

- Xung ra cña kh©u so s¸nh th−êng ch−a ®ñ çc th«ng sè yªu cÇu cña cùc ®iÒu
khiÓn. §Ó cã xung cã ®Çy ®ñ çc th«ng sè yªu cÇu ®ã ta ph¶i khuÕch ®¹i xung,
thay ®æi ®é dμi xung, trong mét sè tr−êng hîp ph¶i ph©n chia l¹i xung vμ cuèi
cïng lμ truyÒn xung tõ ®Çu ra cña m¹ch ph¸t xung tíi cùc ®iÒu khiÓn vμ cùc K
cña Tiristor.
* M¹ch söa xung:
- Khi thay ®æi u®k th× gãc ®iÒu khiÓn sÏ thay ®æi nh− vËy sÏ xuÊt hiÖn mét sè
tr−êng hîp ®é dμi xung qu¸ ng¾n hoÆc qu¸ dμi, ®Ó kh¾c phôc t×nh tr¹ng nμy ta
dïng m¹ch söa xung cã t¸c dông thay ®æi ®é dμi xung cho phï hîp víi yªu cÇu
chóng ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c: Khi cã çc xung vμo víi ®é dμi kh¸c nhau

m¹ch vÉn cã xung ra víi ®é dμi gièng nhau theo yªu cÇu vμ gi÷ nguyªn thêi
®iÓm b¾t ®Çu xuÊt hiÖn xung.
Trong ®a sè çc tr−êng hîp xung vμo th−êng cã ®é dμi lín h¬n xung ra ta th−êng
sö dông m¹ch söa xung sau.
S¬ ®å nguyªn lý
+Ucc
R8 R9
C2 R7
Uss
tr3 Usx
D2
Nguyªn lý lµm viÖc cña m¹ch:

Khi ®iÖn ¸p vμo (uv) ë møc b·o hoμ d−¬ng (tøc lμ tÝn hiÖu ®iÖn ¸p ra cña
kh©u so s¸nh cã møc b·o hoμ d−¬ng) cïng víi sù cã mÆt cña ®Þnh thiªn R8 lμm
cho Tranzitor Tr3 më b·o hoμ vμ tô C2 n¹p ®iÖn theo ®−êng +uv → C2→ Tr3. Tr3
më b·o hoμ dÉn ®Õn ura= 0 .
Khi ®iÖn ¸p ®Çu vμo ë møc b·o hoμ ©m (uv < 0) tøc lμ theo (+C2) → nguån
ucc → D2→ R7→ (-C2). ChÝnh dßng phãng cña tô C2 sÏ ®Æt thÕ ©m lªn m¹ch ph¸t
gèc cña Tranzitor Tr3 lμm cho Tr3 kho¸ dÉn ®Õn ë ®Çu ra nhËn ®−îc xung ra, nÕu
nh− bá qua gi¸ trÞ cña R9 th× ®iÖn ¸p ra ura ≅ ucc. Khi tô C2 phãng hÕt ®iÖn tÝch nã
sÏ ®−îc n¹p theo chiÒu ng−îc l¹i nhê cã R8 mμ Tr3 l¹i ®−îc ®Æt ®iÖn ¸p thuËn lªn
m¹ch ph¸t gèc ura= 0 . MÆc dï cã cßn xung ©m ë ®Çu vμo nh−ng tô C2 ®· phãng
hÕt ®iÖn tÝch nªn nã kh«ng cßn t¸c dông ®Õn ®Çu vμo ®iÒu khiÓn (m¹ch ph¸t -
gèc) cña Tr3 nªn Tr3 më b·o hoμ nhê ®Þnh thiªn R8. Nh− vËy thêi gian tån t¹i
®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc.
tx = R7.C2.ln2

§é dμi cña xung ra chØ phô thuéc vμo gi¸ trÞ cña R7 vμ C2 do ®ã çc xung ra lu«n
cã gi¸ trÞ kh«ng ®æi.
u urc
U'd k
uss
0
ωt
+ucc
0
-ucc
uc2
ωt
0
usx
ωt
U®kT ωt
α
0
ωt
Gi¶n ®å ®iÖn ¸p
* M¹ch khuÕch ®¹i xung :
nhiÒu khi ®é lín xung (biªn ®é xung) th−êng ch−a ®ñ lín ®Ó më Tiristor.
Do ®ã ta dïng m¹ch khuÕch ®¹i xung. Phæ biÕn hiÖn nay lμ dïng Tranzitor vμ
biÕn ¸p xung. Trong nhiÒu tr−êng hîp ®Ó ®¬n gi¶n cho kÕt cÊu m¹ch ta sö dông 2
Tr ghÐp l¹i theo kiÓu Darlington vμ m¾c theo mét tÇng khuÕch ®¹i.
Ta sö dông m¹ch khuÕch ®¹i xung nh− sau :
S¬ ®å nguyªn lý vμ gi¶n ®å ®iÖn ¸p ®−îc tr×nh bμy nh− sau :

BAX
D
G
*
+Ucc * D U®kT
K
R D
* D
G
D U®kT
R K
Tr
Usx
D Tr
Uv
0 t1 t'1 t2 t'2
txv t
U®kT
0 t1 t'1 t2 t'2 t
txr tbh
§å thÞ ®iÖn ¸p khi tbh > txv

Uv
0 t1 t'1 t2 t'2
txv t
U®kT
0 t1 t'1 t2 t'2 t
txr = tbh
§å thÞ ®iÖn ¸p khi tbh < txv
Víi txv : Thêi gian tån t¹i xung vμo .

txr : Thêi gian tån t¹i xung ra .
tbh : thêi gian tÝnh tõ khi ®ãng ®iÖn ¸p nguån mét chiÒu kh«ng ®æi = Ucc
cho ®Õn khi tõ th«ng BAX ®¹t gi¸ trÞ b·o hoμ .
Nguyªn lý ho¹t ®éng nh− sau:
- Khi t > tbh.
Tõ t = 0 -> t1 ch−a cã xung vμo -> u®kT = 0.
Khi t = t1 cã xung vμo lμm Tr1 , Tr2 më hoμn toμn => W1 cã dßng c¶m øng sang
W2 mét ®iÖn ¸p , më D3 vμ cã u®k.
§Õn t = t’1 = t1 + txv th× mÊt xung, Tr kho¸, dßng qua cuén W1 gi¶m vÒ 0, do sù
gi¶m nμy mμ tõ th«ng qua çc cuén biÕn ¸p xung sÏ biÕn thiªn theo h−íng
ng−îc l¹i => kho¸ D3 vμ u®kT = 0.
- Khi tbh < txv.
Khi ch−a cã xung vμo th× u®kT = 0.
Khi t = t1 lμm cho Tr1 , Tr2 më => cã u®kT.
§Õn t = t1 + tbh th× m¹ch tõ cña biÕn ¸p xung bÞ b·o hoμ tõ th«ng kh«ng biÕn
thiªn n÷a nªn xung c¶m øng trªn çc cuén d©y mÊt, xung ra còng mÊt =>u®kT=0
§Õn t = t1 + txv th× mÊt xung => l¹i gièng tr−êng hîp 1
III.3. ThiÕt kÕ m¹ch tæng hîp vµ khuÕch ®¹i trung gian:
III.3.1. Giíi thiÖu chung:
§Ó ®¸p øng yªu cÇu c«ng nghÖ cña hÖ thèng th× vai trß cña m¹ch tæng hîp vμ
khuÕch ®¹i trung gian cã ý nghÜa rÊt quan träng trong viÖc tæng hîp tÝn hiÖu ®Æt
vμ tÝn hiÖu ph¶n håi ®Ó t¹o ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn nh»m gi÷ æn ®Þnh hÖ thèng.
§Ó gi÷ cho tèc ®é cña hÖ ®−îc æn ®Þnh th× ta sö dông 2 ph¶n håi ®ã lμ ph¶n håi
©m tèc ®é vμ ph¶n håi ©m dßng cã ng¾t.
III.3.2. M¹ch ph¶n håi ©m tèc ®é:

-Ucc
wr13
r15
r13
+ucc
wr3
r16 _ -uc®
uc® - γn r14
Ic3
+
-ucc wr23
®c
ft
wr4
γn
M¹ch vßng ph¶n håi ©m tèc ®é lμm t¨ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ dÉn ®Õn lμm t¨ng
chÊt l−îng æn ®Þnh tèc ®é. §Ó t¹o ra tÝn hiÖu ph¶n håi ©m tèc ®é ta sö dông m¸y
ph¸t tèc g¾n cøng víi trôc ®éng c¬, tÝn hiÖu ®iÖn ¸p mμ nã ph¸t ra tØ lÖ tuyÕn tÝnh
víi tèc ®é ®éng c¬.
III.3.3. M¹ch ph¶n håi ©m dßng cã ng¾t:

-Ucc
r12
+ucc r10
_ ung
Ic4
d + r11 βi
-ucc + -
d3 d4
d1 d2
ATM
Ul~
§Ó tr¸nh dßng ®iÖn trong ®éng c¬ t¨ng qu¸ møc cho phÐp khi khëi ®éng, h·m,
hay gÆp qu¸ t¶i th× ta ®−a thªm m¹ch vßng ph¶n håi ©m dßng ®iÖn vμo lμm cho
hÖ thèng lμm viÖc liªn tôc lμm t¨ng n¨ng suÊt. §Ó lÊy tÝn hiÖu ta dïng m¸y biÕn
dßng m¾c vμo dßng thø cÊp cña m¸y biÕn ¸p chinh l−u vμ th«ng qua bé chØnh l−u
ta lÊy ®−îc tÝn hiÖu ph¶n håi ©m dong ®iÖn, mÆc dï tÝn hiÖu kh«ng trung thùc (tØ
lÖ kh«ng tuyÕn tÝnh) nh−ng chÊp nhËn ®−îc do kho¶ng Ing ÷ Id kh«ng cÇn chÝnh
x¸c l¾m.
III.3.4. M¹ch t¹o ®iÖn ¸p chñ ®¹o
§iÖn ¸p chñ ®¹o cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc nhê sù thay ®æi ®iÖn trë cña biÕn trë
WR2.
+ucc wr2
wr1 wr3
UC§
III.3.5. M¹ch tæng hîp vµ khuÕch ®¹i tÝn hiÖu:
-Ucc
r12
-ucc +ucc r10
_ ung
Ic4
d + r11 -Ucc
r19
-ucc
βi
wr13
r17
r15
U®k
r13
+ucc
wr3
r18 r16 _ -uc®
Ic3 r14
tr5 +
-ucc wr23
γn
ë ®©y ta sö dông 2 lo¹i m¹ch vßng ph¶n håi lμ m¹ch vßng ph¶n håi ©m
tèc ®é vμ m¹ch cßng ph¶n håi ©m dßng ®iÖn cã ng¾t.
+ §iÒu chØnh tèc ®é:
Khi ®éng c¬ lμm viÖc ë mét tèc ®é nhÊt ®Þnh gi¶ sö ®ang ë ®Þnh møc lóc
nμy ta cã gãc më α®m muèn t¨ng tèc ®é tøc lμ cÇn gi¶m gãc më α ta thùc hiÖn
nh− sau: §iÒu chØnh biÕn trë WR3 ®i xuèng do ®ã gi¶m ®iÖn ¸p ®Æt vμo cùc E
cña Tr5. Tæng hîp gi÷a ®iÖn ¸p chñ ®¹o vμ ®iÖn ¸p ph¶n håi tõ FT sÏ lμm Tr5 më
Ýt h¬n -> DÉn ®Õn U§K gi¶m -> gãc më α cña bé biÕn ®æi gi¶m hay ®iÖn ¸p ra
cña bé biÕn ®æi t¨ng -> ®éng c¬ t¨ng tèc ®é. Lý luËn t−¬ng tù khi ®éng c¬ bÞ
gi¶m tèc ®é
+ Tù ®éng æn ®Þnh tèc ®é:
Gi¶ sö hÖ thèng ®ang lμm viÖc b×nh th−êng. V× mét lý do nμo ®ã tèc ®é bÞ
gi¶m lóc nμy ®iÖn ¸p ph¸t ra tõ FT gi¶m -> TR5 më Ýt h¬n. DÉn ®Õn U§K gi¶m ->
gãc më α cña bé biÕn ®æi gi¶m hay ®iÖn ¸p ra cña bé biÕn ®æi t¨ng -> ®éng c¬
t¨ng tèc ®é. Lý luËn t−¬ng tù khi ®éng c¬ bÞ t¨ng tèc ®é.

III.4. M¹ch t¹o nguån nu«i:
Ta sö dông m¹ch chØnh l−u cÇu 3 pha dïng §ièt, sau ®ã dïng tô läc vμ IC æn ¸p
tao ra +UCC vμ -UCC ®Ó lμm nguån nu«i cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn vμ lÊy tÝn
hiÖu ph¶n håi.
S¬ ®å nh− sau:
BA 7815
+Ucc
A
*
C C C C
*
* C C C C
O
7915
-Ucc

phÇn IV
tÝnh chän thiÕt bÞ

§Æt vÊn ®Ò
ViÖc tÝnh chän çc thiÕt bÞ ®iÖn ph¶i dùa trªn c¬ së yªu cÇu cña t¶i vμ
ph−¬ng ph¸p truyÒn ®éng, dùa vμo yªu cÊu tróc cña s− ®å chØnh l−u. TÝnh chän
thiÕt bÞ ®iÖn lμ vÊn ®Ò cÇn thiÕt vμ quan träng, quyÕt ®Þnh ®Õn viÖc ®−a s¬ ®å
thiÕt kÕ cã ý nghÜa trong thùc tÕ.
HÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn lμm viÖc cã ®¶o chiÒu liªn tôc dïng hai bé biÕn
®æi cÇu ba pha ®èi xøng m¾c song song ng−îc. §Ó ®¸p øng çc yªu cÇu cña hÖ
thèng, ph¶i chän çc thiÕt bÞ m¹ch ®éng lùc vμ m¹ch ®iÒu khiÓn, sao cho çc
thiÕt bÞ lμm viÖc tin cÊy ch¾c ch¾n. ViÖc chän ®óng thiÕt bÞ ®iÖn th× hÖ thèng míi
cã hiÖu suÊt lμm viÖc cao, an toμn, tin cËy vμ gi¶m ®−îc nhiÒu háng hãc. Ngoμi
ra viÖc tÝnh chän thiÕt bÞ ®iÖn cÇn ph¶i quan t©m ®Õn chØ tiªu kinh tÕ. HÖ thèng
ph¶i gän nhÑ, ®¬n gi¶n, dÔ söa ch÷a.
IV.1. TÝnh chän thiÕt bÞ m¹ch ®éng lùc:
IV.1.1. §éng c¬ ®iÖn:
Theo yªu cÇu ®Ò tμi: §éng c¬ truyÒn ®éng hÖ thèng ®−îc chän víi çc
th«ng sè sau (Theo b¶ng tra do Bé m«n T§H cung cÊp)
- C«ng suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬: P®m=1,5 (KW).
- §iÖn ¸p ®Þmh møc m¹ch phÇn øng: U®m= 220 (V).
- Dßng ®iÖn ®Þnh møc m¹ch phÇn øng: I®m=9 (A).
- Tèc ®é ®Þnh møc cña ®éng c¬: n®m=3000 (v/p).
- §iÖn trë cuén d©y phÇn øng: R− = 2,06 (Ω).
- §iÖn c¶m cuén d©y phÇn øng : L− = 0,0464 (H).
- GD2 =0,045 kg/m2.
IV.1.2. M¸y biÕn ¸p ®éng lùc.
M¸y biÕn ¸p ®éng lùc lμ thiÕt bÞ biÕn ®æi nguån ®iÖn xoay chiÒu tõ l−íi
®iÖn thμnh nguån ®iÖn xoay chiÒu phï hîp ®Ó cung cÊp cho çc bé biÕn ®æi.
- C«ng suÊt MBA: V× lμ bé biÕn ®æi tia hai pha nªn:

S =1,48.P®m=1,48.U®m.I®m=1,48.220.9.10-3= 2,93 (KVA)
- Chän m¹ch tõ ba trô tiÕt diÖn mçi trô ®−îc tÝnh theo c«ng thøc kinh
nghiÖm sau:
S
Q = K.
C. f
Trong ®ã k = 4 ÷ 5 nÕu lμ m¸y biÕn ¸p dÇu
k = 5 ÷ 6 nÕu lμ MBA nhá
S = C«ng suÊt biÓu diÔn cña MBA
f = tÇn sè nguån xoay chiÒu
ë ®©y ta thiÕt kÕ víi MBA nhá vμ chän K = 6 ta cã:
2,93.10 3
Q = 6. = 27 (cm2)
3.50
Ta cã sè vßng cuén s¬ cÊp MBA lμ:
U 1 .10 4 / 3 380.10 4 / 3
n= = = 333 (vßng)
4,44. f .Q.β m 4,44.50.27.1,1
- §iÖn ¸p d©y thø cÊp lμ: U 2®m≥ U®m.k1.k2.k3.k4

Trong ®ã :
U2 π
k1 : HÖ sè s¬ ®å chØnh l−u : k1 = = = 1,11
Udo 2. 2
k2 : HÖ sè tÝnh ®Õn sù dao ®éng trong ph¹m vi cho phÐp cña ®iÖn ¸p
l−íi. k2 = 1,05 ÷ 1,1 . Chän k2 = 1,05
k3 : HÖ sè tÝnh ®Õn gãc ®iÒu khiÓn αmin ≠ 0 . k3 = 1÷ 1,15
Chän k3 = 1,15
k4 : HÖ sè tÝnh ®Õn sôt ¸p trªn ®iÖn trë thuÇn cña nguån cung cÊp vμ
sôt ¸p trªn ®iÖn c¶m nguån do chuyÓn m¹ch .
k4 = 1,15÷ 1,25 . chän k4 = 1,2
VËy U 2®m = 220.1,11.1,05.1,15.1,2 = 354 (v)
Chän U 2®m = 360 (v).
- TrÞ hiÖu dông dßng thø cÊp m¸y biÕn ¸p .
I2®m = kI.I®m = 1,15.9 = 10,35 (A)
Víi kI = 1,1 ÷ 1,2 Chän kI = 1,15
U 1 380
- TØ sè MBA lμ : Kba = = = 1,05 .
U 2 360
- Dßng s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p .

I 2 dm 10,35
I 1dm = = = 9,86( A)
k ba 1,05
- TÝnh to¸n çc th«ng sè cña m¸y biÕn ¸p.

+ §iÖn trë d©y quÊn
Ud C. f .β m 220 4 3.50.1,1
rBa = K r . .4 = 2,5. . = 0,6(Ω)
I d . f .β m U d .I d 9.50.1,1 220.9
Tong ®ã
Kr : HÖ sè phô thuéc vμo s¬ ®å chØnh l−u vμ ®Æc ®iÓm cña t¶i, Tra b¶ng II-2
§TTCSL ta cã Kr =2,5 víi m¸y biÕn ¸p ®Êu Y/Y t¶i c¶m kh¸ng, s¬ ®å chØnh l−u
cÇu 3 pha.
C : Sè trô cña m¸y biÕn ¸p: C = 3 trô.
f = 50 Hz : TÇn sè nguån cung cÊp .
B: §é tù c¶m. Chän B = 1,1(T).
+ §iÖn kh¸ng cña cuén d©y m¸y biÕn ¸p.
Ud 1 220 1
LBA = K i .C. . = 0,1.10 −3.3. . = 28,4.10 −5 ( H )
I d . f .β m C. f .β m 9.50.1,1 3.50.1,1
4 4
U d .I d 220.9
Trong ®ã Kn = 0,1.10-3 lμ hÖ sè phô thuéc vμo s¬ ®å chØnh l−u vμ ®Æc tÝnh phô
thuéc t¶i tra b¶ng 22 §iÖn Tö C«ng SuÊt Lín.
+ §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn trë m¸y biÕn ¸p.
ΔUR = Id.rBA = 9.0,6 = 5,4(v).
+ §iÖn ¸p r¬i trªn ®iÖn kh¸ng t¶i cña m¸y biÕn ¸p.
ΔUL = 2π.f.LBA.Id = 2.3,14.50.28,4.10-5.9 = 0,8(v).
+ §iÖn ¸p r¬i trªn çc van (chän sôt ¸p trªn çc van) ΔUV = 2 (V)
+ §iÖn ¸p r¬i trªn cuén kh¸ng bé läc = 2 % ®iÖn kh¸ng t¶i :
ΔUCK = 220.0,02 = 4,44 (V).
+ §iÖn ¸p chØnh l−u kh«ng t¶i lμ :
Ud0 = Ud + ΣΔUd = 220 + 5,4 + 0,8 +2 + 4,44 = 232,64 (V).

IV.1.3. TÝnh chän Tiristor m¹ch ®éng lùc.
Tiristor lμ thiÕt bÞ b¸n dÉn ®Ó biÕn ®æi nguån ®iÖn xoay chiÒu thμnh nguån
®iÖn 1 chiÒu cung cÊp cho ®éng c¬ 1 chiÒu kÝch tõ ®éng lËp. ViÖc chän çc
Tiristor ph¶i dùa vμo vμo s¬ ®å chØnh l−u. Muèn cã çc van chØnh l−u lμm viÖc
tin cËy vμ an toμn l©u dμi, th× cÇn ph¶i chän çc van chÞu ®−îc trong ®iÒu kiÖn
lμm viÖc nÆng nÒ nhÊt, c¶ khi phô t¶i thay ®æi vÉn ®¶m b¶o
®é tin cËy, chÝnh x¸c, cô thÓ lμ khi ®iÖn ¸p chØnh l−u lín nhÊt øng víi gãc ®iÒu
khiÓn α = αmin .
§iÒu kiÖn chän çc Tiristor nh− sau:
[Ung] ≥ Kung . Ungmax
[Itb] ≥ K®t .It
Trong ®ã K®t: HÖ sè dù tr÷ dßng ®iÖn qua van, th−êng K®t =1,8÷2
chän K®t = 1,9.
Kung: HÖ sè dù tr÷ ®iÖn ¸p th−êng Kung =1,2 ÷1,5. Chän Kung = 1,4.
Ungmax: gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ng−ùc lín nhÊt ®Æt vμo m¹ch çc cùc K-A cña van
IT: Gi¸ trÞ tÝnh to¸n cña dßng ®iÖn trung b×nh qua van ®èi víi s¬ ®å
chØnh l−u tia hai pha.
Ungmax = 2. 2 .U2
ITtbmax = I/m
Trong ®ã m: sè pha nguån (m=2)
U2: TrÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p pha thø cÊp m¸y biÕn ¸p ®éng lùc.
Id: Dßng ®iÖn ch¹y qua ®éng c¬ do bé chØnh l−u cung cÊp (lμ gi¸ trÞ
trung b×nh cña dßng ®iÖn t¶i). Ta cã gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p
chØnh l−u, ®èi víi s¬ ®å chØnh l−u tia 2 pha ®−îc x¸c ®Þnh theo biÓu
thøc.
U ng max = 2. 2 .U 2 = 2. 2.360 = 1018,2(V )
I d I dm 9
I Ttb max = = = = 4,5( A)
2 2 2
[Ung] ≥ Kung . Ungmax = 1,4.1018,2 = 1425,48(V)

[Itb] ≥ K®t .It = 1,9.4,5= 8,55(A)
Nh− vËy c¨n cø vμo çc kÕt qu¶ tÝnh to¸n ®−îc vμ ®iÒu kiÖn ®Ó chän
Tiristor tra s¸ch ®iÖn tö c«ng suÊt lín. Tiristor do h·ng International Rectifier
chÕ t¹o cã çc th«ng sè sau.
Ungmax ΔU tkh I®k U®k di/dt
M· hiÖu I (A)
(KV) (V) (μ ) (mA) (V) (V/μ s)
ST110S16P0 175 1,6 0,75 200 150 3 500
IV.1.4. TÝnh chän cuén kh¸ng san b»ng:
Cuén kh¸ng san b»ng lμ cuén ®−îc nèi gi÷a nguån chØnh l−u vμ ®éng c¬.
Chøc n¨ng ®Ó san b»ng çc xung ¸p chØnh l−u ®Õn møc ®é nμo ®ã do phô t¶i yªu
cÇu. Ngoμi ra lμm suy gi¶m m¹ch dßng ®iÖn cã tÇn sè cao. ChØ tiªu cña bé läc
san b»ng (Ksb). V× sãng hoμi bËc cao th× biªn ®é nhá (bËc cμng cao th× biªn ®é
cμng nhá), nªn ®èi víi chØnh l−u ng−êi ta chØ xÐt ®Õn läc sãng c¬ b¶n.
§iÖn kh¸ng øng víi sãng hμi bËc 1 lμ: X1= ωL1
Bá qua ®iÖn trë cuén kh¸ng:
2 .U 12
LΣ = = L¦W + LCK + LBA
m.ω.I o
U12 lμ biªn ®é sãng hμi c¬ b¶n cña ®iÖn ¸p chØnh l−u nã ®−îc x¸c ®Þnh
theo biÓu thøc:
π
+α
2
1
U12= . ∫ (U 2 . cos ωt + cos sωt )dωt
π π
− +α
2
LÊy α = π nªn U12=230(V) víi U2=220(V)

Dßng kh«ng t¶I Io=5%.I®m=0,05.9 = 0,45(A)
2 .230
LΣ = = 0,767( H )
3.314.0,45
U KP %.U 1dm
§iÖn c¶m MBA: LBA =
K BA .ω.I 1dm
UKP% = 0,1 lμ sôt ¸p trªn ®Çu d©y quÊn MBA

0,1.380
LBA= = 0,0117( H )
1,05.314.9,86

Víi s¬ ®å h×nh tia hai pha cã:
LΣ = L¦Σ − LuΣ − LBA = 0,767 − 0,0464 − 0,0117 = 0,7089( H )
IV.1.5. TÝnh chän R-C b¶o vÖ tiristor trong m¹ch ®éng lùc.
M¹ch R-C m¾c song song v¬i Tiristor cã t¸c dông ®Ó b¶o vÖ qu¸ gia tèc
du/dt cho çc tiristor khi x¶y ra qu¸ ®é trong m¹ch. B¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do tÝch tô
®iÖn tÝch khi chuyÓn m¹ch g©y nªn.
NÕu ®iÖn ¸p thuËn ®Æt vμo çc cùc A-K cña tiristor t¨ng ®ét ngét víi tèc
®é lín h¬n møc ®iÖn ¸p cho phÐp du/dt, lμm cho Tiristor tù ®éng më mμ kh«ng
cÇn ®iÒu khiÓn (ig = 0), ®©y lμ sù cè kh«ng mong muèn, cã 2 lo¹i nguyªn nh©n
g©y nªn qu¸ ®iÖn ¸p:
- Nguyªn nh©n néi t¹i (xÈy ra trong qu¸ tr×nh chuyÓn ®æi cña çc van).
§©y lμ sù tÝch tô ®iÖn tÝch trong çc líp b¸n dÉn.
- Nguyªn nh©n bªn ngoμi h−êng xÈy ra rÊt nhiÒu nh− khi ®ãng c¾t kh«ng
t¶i 1 m¸y biÐn ¸p trªn ®−êng d©y, khi cã xÐt ®¸nh.. .
M¹ch R-C m¾c song song víi çc tiristor cã thÓ tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng mμ
kh«ng mong muèn nãi trªn vμ b¶o vÖ qu¸ ®iÖn ¸p do nhiÒu nguyªn nh©n gay ra .
Theo luËt ®ãng më th× ®iÖn ¸p ®ét biÕn t¨ng sÏ biÕn thiªn liªn tôc t¹i thêi ®iÓm
x©y ra qu¸ ®é qua tô C, v× thÕ mμ khi cã tèc ®é t¨ng tr−ëng ®iÖn ¸p lèn vÉn d÷
®−îc ®iÖn ¸p trªn An«t cña tiritor (so víi katot)kh«ng bÞ t¨ng ®ét ngét.
Theo tμi liÖu kü thuËt biÕn ®æi ( ®¹i häc kü thuËt c«ng nghiÖp ) ta cã :
2
⎛ I ⎞
+ C = L⎜⎜ ⎟⎟
⎝ Up.F ⎠
Trong ®ã : L = LBA = 0,0117(H)
I = ITtbmax = 4,5(A)
Up = 220(V)
U a 1018,2
Ta cã : = = 4,63
Up 220
Tra ®−êng cong h×nh 1-74 trang 94 ( Kü thuËt biÕn ®æi ) => F = 2,5 .

2 2
⎛ I ⎞ ⎛ 4,5 ⎞
VËy C = L⎜⎜ ⎟⎟ = 0,0117.⎜ ⎟ = 78,3.10 −6 ( F )
⎝ Up.F ⎠ ⎝ 220.2,5 ⎠
Tra ra G = 0,18
L 0,767
+ R = 2G = 2.0,18 = 36(Ω)
C 78,3.10 −6
IV.1.6. TÝnh chän m¸y ph¸t tèc :
M¸y ph¸t tèc lμ mét thiÕt bÞ nèi ®ång trôc víi ®éng c¬. Dïng ®Ó lÊy ph¶n
håi ©m tèc ®é ®©y c¶ quan hÖ sè γ. Chän m¸y ph¸t tèc cã sè liÖu sau:
M· hiÖu U®m (V) I®m (A) n(v/p) R−Σ(Ω)
T-100 100 0,08 1000 200
§iÖn trë m¹ch ngoμi cña MFT:
U dm 100
R ≥ = = 1250 (Ω )
I dm 0,08
U FT 100
HÖ sè truyÒn cña m¸y ph¸t tèc kFT= = =0,1 (vg/p)
nFT 1000
n FT 1000
TØ sè truyÒn cña bé truyÒn i= = =0,333
nDC 3000
k FT 0,1
HÖ sè truyÒn cña m¸y ph¸t tèc víi trôc ®éng c¬ γ1= = =0,1
i 1
§iÖn ¸p ra cña MFT ®−îc ®−a vμo bé khuÕch ®¹i trung gian nªn chØ lÊy mét
phÇn qua triÕt ¸p UH ≤ 12 (V)
12
mμ : UH=γ.n§C vËy: γ= =0,004
3000
IV.1.7.TÝnh chän ¸pt«m¸t.
¸pt«m¸t (AB) ®−îc sö dông ®Ó b¶o vÖ sù cè ng¾n m¹ch hoÆc qu¸ t¶i cã
thÓ sÈy ra trªn çc ®−êng d©y cung cÊp ®iÖn chän çc bé biÕn ®æi vμ çc ®Çu vμo

cña m¸y biÕn ¸p. Ngoμi ra ¸pt«m¸t cßn ®−îc sö dông nh− mét thiÕt bÞ ®ãng c¾t
nguån hco hÖ thèng:
§iÒu kiÖn chän U®mA ≥ U®m m¹ng .
I®mA ≥ Ilvmax.
Imax ≥ Ixk .
Tõ kÕt qu¶ tÝnh ë trªn ta chän ®−îc ¸pt«m¸t cã çc th«ng sè kü thuËt sau:
KiÓu Dßng §iÖn ¸p Dßng ®iÖn t¸c Dßng ®Þnh Sù
®Þnh møc U®m(V) ®éng tøc thêi (A) møc cña mãc cè
I®m(A) b¶o vÖ
A3114/1 60 500 250 25 3
IV.1.8.TÝnh chän m¸y biÕn dßng
M·: BG8
Isc : 300(A)
Itc : 5(A)
Dung l−îng: 10(VA)
CÊp chÝnh x¸c: 0,5
Träng l−îng: 1,48(kg)
IV.2. TÝnh chän thiÕt bÞ m¹ch ®iÒu khiÓn:
IV.2.1.TÝnh chän biÕn ¸p xung (BAX).
Yªu cÇu ®èi víi BAX lμ ph¶i t¹o ®−îc xung theo yªu cÇu, çch ly m¹ch
®iÒu khiÓn vμ m¹ch ®éng lùc, dÔ dμng ph©n bè xung tíi çc cùc ®iÒu khiÓn cña
Tiristor.
- Chän tû sè biÕn ¸p cña BAX: Th«ng th−êng BAX ®−îc thiÕt kÕ cã tû sè
biÕn ¸p lμ n =2÷ 3 vËy chän n=2.
- TÝnh to¸n víi BAX cã n=2. Çc xung cÇn t¹o ra cã çc th«ng sè Ig=0,42
(A), Ug =10 (V), ®é réng xung ®iÒu khiÓn: Tx = 600 (μs) =6.10- 4(s). M¹ch tõ cña
BAX chän vËt liÖu lμ ∋330, lo¹i ch÷ E, cã 3 trô lμm viÖc trªn 1 phÇn cña ®Æc tÝnh
tõ hãa ΔB=0,7(T).
IV.2.2.TÝnh chän Tranzitor tÇng khuÕch ®¹i cuèi cïng.
TÇng khuÕch ®¹i xung sö dông çc Tranzitor ng−îc m¾c theo cÇu
Dalingtor chän dùa theo th«ng sè cña çc biÕn ¸p xung: u1=20 (v), I1=I2=0,21
(A). Tranzitor Tr1 viÖc ë chÕ ®é xung, chän lo¹i π605 cã çc th«ng sè kü thuËt
sau.
VCE= 40 (v), ICmax = 1,5(A), β =20÷ 40, Pm= 3(w), tmax = 850c
Ta chon β =20 ⇒ IB1=IC/β =0,21/20 =0,01(A) =10 (mA).
Nªn cho dßng IB cμng nhá th× xung cμng Ýt mÊt ®èi xøng chän thªm tÇng
khuÕch ®¹i trung gian Tr2 lμm viÖc ë chÕ ®é khuÕch ®¹i, lo¹i Mπ25 cã çc th«ng
sè kü thuËt sau.
VCE=40 (v), ICmax= 300(mA), β =13÷ 25, chän Tr2 cã hÖ sè β =15.
IV.2.3. TÝnh chän m¸y biÕn ¸p ®ång pha.
M¸y biÕn ¸p ®ång pha (BA§) ®−îc sö dông lμ m¸y biÕn ¸p 3 pha 3 trô, s¬
®åi nèi Δ/Y0 ®Æt vμo ®iÖn ¸p l−íi xoay chiÒu 380 (v) phÝa s¬ cÊp, phÝa thø cÊp nèi
Y0 cã ®iÖn ¸p hiÖu dông u2=20 (v).
IV.2.4. Chän çc Tranzitor ë m¹ch ®iÒu khiÓn.
ë m¹ch t¹o xung ch÷ nhËt ®ång pha khãa khèng chÕ m¹ch tÝch ph©n vμ
Tranzitor m¹ch söa xung chän lo¹i KT201A cã çc th«ng sè kü thuËt sau
VCE = 20 (v), VVE = 20 (v), Ic = 30 (mA), β = 20 ÷ 60, c«ng suÊt tiªu t¸n p
= 0,15 (w).
IV.2.5. Çc vi mach khuÕch ®¹i thuËt to¸n trong m¹ch tÝch ph©n.
T¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a vμ trong m¹ch so s¸nh sö dông lo¹i μA741 cã çc
th«ng sè kü thuËt nh− sau . Tô t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a trong m¹ch tÝch ph©n C =4,7
μF (v).
Çc th«ng sè kü thuËt cña vi m¹ch μA741
A0 100 HÖ sè khuÕch ®¹i ®iÖn ¸p hë m¹ch

Zmin 1MΩ Trë nh¸y vμo
Z0 150 Ω Trë nh¸y ra

Ib 200 mA Dßng ®iÖn phÇn cùc vμo
Vminv ± 13 v §iÖn ¸p vμo cùc ®¹i
Vminr ± 14 v §iÖn ¸p ra cùc ®¹i
Vc0 2 mvi §iÖn ¸p lÖch ®Çu vμo

Ung ± 0,4 mv Ng−ìng ®iÖn ¸p b·o hßa
USmax ± 18 v §iÖn ¸p nguån cùc ®ai
f0 1MHZ tÇn sè c¾t
IV.3. TÝnh chän bé khuÕch ®¹i trung gian .

IV.3.1. TÝnh chän hÖ sè khuÕch ®¹i yªu cÇu .
S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng nh− sau :
Uc® n
Kω K BBD K§
−γ n −βI (-)
RΣ
KΙ β I¦
(-)
I ng
γ
Trong ®ã:
Uc®: TÝn hiÖu ®iÖn ¸p ®Æt tèc ®é
K ω : HÖ sè khuÕch ®¹i cña m¹ch khuÕch ®¹i trung gian
KBBD: HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi
KD: HÖ sè khuÕch ®¹i cña ®éng c¬
KI: HÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn
γ: HÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é
I−.RΣ: NhiÔu lo¹n cña phô t¶i
Ing: TÝn hiÖu dßng ®iÖn ng¾t
Khi ch−a cã m¹ch vßng dßng ®iÖn tham gia :
Tõ s¬ ®å cÊu tróc ta cã :
Ud = (Ucd − γn ).Kω.K BBD − Iu.RΣ
n
⇒ = Ucd .K ω .K BBD − γn.Kω. − Iu.RΣ
Kd
1
⇒ n.( + γn.Kω.K BBD ) = Ucd .Kω.K BBD − Iu.RΣ
Kd
Ucd .Kω.K BBD .K D − Iu.RΣ .K D Ucd .K − Iu.RΣ .K D
⇒n= = = n yc − Δn
1 + γ .Kω.K BBD .K D 1 + γ .K
Trong ®ã : §Æt K = K ω .K BBD .K D lμ hÖ sè yªu cÇu cña hÖ thèng
MÆt kh¸c ta l¹i cã :
n0 min − nmin n0 max − ndm n
St = = = 1 − dm
n0 min n0 max n0 max
n dm
⇒ n0 max =
1 − St
n0 max St.ndm
Δn = St.n0 min = St. = (*)
D D.(1 − St )
Iu.RΣ .K D
Δn = n0 − n = (**)
1 + γn
Tõ (*) vμ (**) ta cã:
St.n dm Iu.RΣ .K D
=
D.(1 − St ) 1 + γ .K
Iu.RΣ .K D .D.(1 − St )
⇒ 1 + γ .K =
ndm .St
1 ⎡ Iu.RΣ .K D .D.(1 − St ) ⎤
⇒K= . − 1⎥
γ ⎢⎣ n dm .St ⎦
* TÝnh hÖ sè khuÕch ®¹i BBD
§Ó x¸c ®Þnh hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi ( KBB§) ta ®i x¸c ®Þnh quan hÖ
Ud = f(U®k). Sau ®ã tuyÕn tÝnh ho¸ ®Æc tÝnh nμy ra ®Æc tÝnh hÖ sè gãc. HÖ sè gãc
ΔU d
chÝnh lμ KBB§: K BBD =
ΔU dk
Quan hÖ Ud = f(U®k) ®−îc x¸c ®Þnh tõ hai quan hÖ: Ud = f(α) vμ α = f(U®k)
- X¸c ®Þnh quan hÖ Ud = f( α ):

XÐt hÖ thèng lμm viÖc ë chÕ ®é dßng ®iÖn liªn tôc ta cã:
Ud = Udo cos α
Víi Udo ≈ 0,9. U2 = 0,9.360 = 324 (v)
VËy Ud = 324. cos α
Π
§Ó x¸c ®Þnh quan hÖ Ud = f( α ) ta cho α biÕn thiªn 0 ÷ vμ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ
2
cña Ud. KÕt qu¶ lËp thμnh b¶ng nh− sau:
Tõ sè liÖu ë b¶ng ta vÏ ®−îc quan hÖ Ud = f( α ) nh− sau:
Π Π Π Π Π
α 0
12 6 4 3 2
Ud 324 313 280,6 229 162 0
Ud (v)
324
313
280,6
229
162
0
π π π π π α
12 6 4 3 2
- X¸c ®Þnh quan hÖ U®k = f( α )

C¨n cø vμo ®å thÞ ®iÖn ¸p r¨ng c−a vμ U®k ta cã quy luËt sau:

Π U dk
α = ( 1- )
2 U rc max
Trong ®ã Urcmax : Lμ biªn ®é ®iÖn ¸p r¨ng c−a.
Th«ng th−êng th× Urcmax = 9 ÷ 13 (V) . Ta chän Urcmax = 12 (V)
2.α
Suy ra : U®k = ( 1- ). Urcmax
Π
2.α
U®k = ( 1- ). 12
Π
Π
§Ó x¸c ®Þnh quan hÖ U®k = f( α ) ta cho α biÕn thiªn 0 ÷ vμ x¸c ®Þnh gi¸
2
trÞ cña U®k .
KÕt qu¶ lËp thμnh b¶ng nh− sau:
Tõ sè liÖu ë b¶ng ta vÏ ®−îc quan hÖ U®k = f( α ) nh− sau :

- X¸c ®Þnh quan hÖ Ud= f(U®k)
KÕt hîp 2 b¶ng trªn ta cã quan hÖ gi÷a U®k vμ Ud vμ α nh− sau :
Π Π Π Π Π
α 0
12 6 4 3 2
U®k 12 10 8 6 4 0
U®k
12
10
2α
8 U®k = ( 1 - )Urcmax
Π
6
α
0 Π Π Π Π Π
12 6 4 3 2

Tõ b¶ng ta vÏ ®−îc gi¶n ®å sau:
Π Π Π Π Π
α 0
12 6 4 3 2
U®k (V) 12 10 8 6 4 0
Ud (V) 324 313 280,6 229 162 0
Ud (v)
324
A
313
280,6
B
229
162
0
4 6 8 10 12 Udk(v)
TuyÕn tÝnh ho¸ çc ®o¹n ®¨c tÝnh AB ta cã:

ΔU d U dA − U dB
313 − 229
kBB§ = ΔU =
dk U dkA − U dkB = 10 − 6
= 21
• TÝnh KD:
ndm
KD =
U dm − RΣ I dm
Trong ®ã : RΣ = Ru + RBA + RT + RCK

2.ΔU T 2.0,75
Víi RT = = = 0,17(Ω)
I dm 9
RΣ = Ru + R BA + RT + RCK = 2,06 + 0,6 + 0,17 + 0,5 = 3,33(Ω)
n dm 3000
VËy K D = = = 15,8
U dm − RΣ I dm 220 − 3,33.9
• HÖ sè truyÒn cña m¸y ph¸t tèc.

Chän ®iÖn ¸p ph¶n håi khi tèc ®é ®Þnh møc lμ 12(v)
12
VËy γndm = 12 ⇒ γ = = 0,004
3000
VËy hÖ sè khuÕch ®¹i cña bé khuÕch ®¹i yªu cÇu lμ :
1 ⎡ Iu.RΣ .K D .D.(1 − St ) ⎤ 1 ⎡ 9.3,33.15,8.400.(1 − 0,05) ⎤
⇒ K = .⎢ − 1⎥ = ⎢ − 1⎥ = 299650
γ ⎣ ndm .St ⎦ 0, 004 ⎣ 3000 . 0, 05 ⎦
• HÖ sè bé khuÕch ®¹i trung gian lμ:

K 299650
K = K ω .K BBD .K D ⇒ K ω = = = 903
K BBD .K D 21.15,8
§Ó thùc hiÖn m¹ch khuyÕch ®¹i nμy ta sö dông K§TT μA709 víi çc th«ng sè
kü thuËt nh− sau: Ucc= ± 15V ; UV=Ubh=0,4(mV); Urabh=13(V);Ko= 299650. V×
kh©u ph¶n håi ©m dßng vμ ph¶n håi ©m tèc ®é dïng 2 IC gièng nhau. VËy ta cã
hÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m dßng vμ ph¶n håi ©m tèc ®é nh−
sau: K ω = K I = 90 .

PhÇn V
x©y dùng ®Æc tÝnh tÜnh vμ kiÓm tra chÊt l−îng tÜnh
TruyÒn ®éng ®iÖn còng nh− bÊt kú hÖ thèng nμo kh¸c cã thÓ æn ®Þnh hoÆc
kh«ng æn ®Þnh. Mét hÖ thèng æn ®Þnh nÕu khi tr¹ng th¸i c©n b»ng cña nã bÞ ph¸
vì, hÖ thèng sÏ tr¶i qua mét qu¸ tr×nh qu¸ ®é nhÊt ®Þnh råi ®¹t tíi trÞ sè nhÊt ®Þnh
míi(xac lËp). Ng−îc l¹i, khi hÖ thèng kh«ng æn ®Þnh th× sau khi tr¹ng th¸i c©n
b»ng cña nã bÞ ph¸ vì th× çc ®¹i l−îng cña nã sÏ t¨ng v« h¹n hoÆc gi¶m vÒ
kh«ng mμ kh«ng thÓ lÆp l¹i ®−îc tr¹ng th¸i c©n b»ng míi. §èi víi hÖ thèng T§§
ng−êi ta chia lμm hai kh¸i niÖm lμ æn ®Þnh tÜnh vμ æn ®Þnh ®éng.
V.1. kh¶o s¸t chÕ ®é tÜnh cña hÖ thèng:
V.1.1. kh¸i niÖm chung:

X©y dùng ®Æc tÜnh cña hÖ thèng lμ x©y dùng mçi quan hÖ gi÷a tèc ®é víi
m«men (n=f(M)) hoÆc quan hÖ tèc ®é víi dßng ®iÖn (n =f (I)). Th«ng th−êng th×
x©y dùng ®Æc tÜnh c¬ ®iÖn (n = f(I)), v× dßng ®iÖn qua ®éng c¬ sÏ ph¶n ¸nh trùc
tiÕp chÕ ®é t¶i.
Khi x©y dùng ®Æc tÝnh tÜnh, ®èi víi hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn cã çc phÇn
tö lμm viÖc ë vïng phi tuyÕn vμ vïng tuyÕn tÝnh nªn ta cÇn cã çc gi¶ thiÕt.
- §éng c¬ lμm viÖc dμi h¹n víi m¹ch tõ ch−a b·o hoμ.
- HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi = const.
- Tiristor lμ phÇn tö lμm viÖc kh«ng cã qu¸n tÝnh.
- §iÖn trë m¹ch phÇn øng kh«ng thay ®æi trong suÊt qu¸ tr×nh lμm viÖc.
V.1.2. X©y dùng ®Æc tÝnh tÜnh:

S¬ ®å cÊu tróc cña hÖ thèng nh− sau:

Uc® n
Kω K BBD K§
−γ n −β I (-)
RΣ
KΙ β I¦
(-)
I ng
γ
Trong ®ã:
Uc®: TÝn hiÖu ®iÖn ¸p ®Æt tèc ®é
K ω : HÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é
KBBD : HÖ sè khuÕch ®¹i cña bé biÕn ®æi
KD : HÖ sè khuÕch ®¹i cña ®éng c¬
KI: HÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m dßng ®iÖn
γ : HÖ sè khuÕch ®¹i cña kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é
I−.RΣ : NhiÔu lo¹n cña phô t¶i
Ing: TÝn hiÖu dßng ®iÖn ng¾t
V.1.2.1. X©y dùng ®−êng ®Æc tÝnh cao nhÊt:

Ta biÕt r»ng tèc ®é lín nhÊt cña ®éng c¬ th−êng ®−îc giíi h¹n bëi ®é bÒn
c¬ häc cña phÇn quay cña ®éng c¬. ë tèc ®é cao th× bé phËn nμy chÞu t¸c ®éng
cña lùc ®iÖn kh¸ lín nªn cã thÓ bÞ háng.
H¬n n÷a lóc nμy tia löa ®iÖn gi÷a chæi than vμ vμnh gãp sÏ cã thÓ lμm
háng vμnh gãp. §Ó ®¶m b¶o an toμn cho hÖ thèng khi lμm viÖc l©u dμi th× ®−êng
®Æc tÝnh cao nhÊt ph¶i lμ ®−êng øng víi tèc ®é ®Þnh møc cña ®éng c¬ n®m =3000
(v/p).
C¨n cø vμo nguyªn lý cña hÖ thèng th× mçi ®−êng ®Æc tÝnh sÏ cã 3 ®o¹n
øng víi 3 tr¹ng th¸i lμm viÖc cña hÖ thèng.
§o¹n 1: §o¹n lμm viÖc æn ®Þnh, chØ cã kh©u ph¶n håi ©m tèc ®é t¸c ®éng.
§o¹n 2: Cã ®ång thêi c¶ hai m¹ch vßng ph¶n håi ©m tèc ®é vμ ©m dßng
®iÖn t¸c ®éng.
§o¹n 3: Lóc nμy tèc ®é gi¶m ®ñ nhá lμm cho m¹ch vßng ph¶n håi ©m tèc
®é bÞ b·o hoμ nªn chØ cßn kh©u ng¾t dßng t¸c ®éng.

Çc ®o¹n ®Æc tÝnh ®Òu tuyÕn tÝnh (®o¹n th¼ng) nªn ta chØ cÇn t×m ë mçi
®o¹n 2 ®iÓm lμ cã thÓ x©y dùng ®−îc ®o¹n ®Æc tÝnh c¬.
a. X©y dùng ®o¹n ®Æc tÝnh thø nhÊt:

§©y lμ ®o¹n lμm viÖc æn ®Þnh cña hÖ thèng.Trong ®o¹n nμy chØ cã m¹ch
vßng ph¶n håi ©m tèc ®é t¸c ®éng
u cd .K − I u .RΣ .k D
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh: n = (I)
1 + γ .K
n(1 + γ .K ) + I u .RΣ .K D
⇒ u cd =
K
§−êng ®Æc tÝnh cao nhÊt ®i qua ®iÓm ®Þnh møc (I®m, n®m) nªn ta tÝnh ®−îc.
3000(1 + 0,004.299650) + 9.3,33.15,8
u cd max = = 12,03(v)
299650
+ Tèc ®é kh«ng t¶i lý t−ëng (®iÓn øng víi gi¸ trÞ I− = 0)
u cd .K 12,13.299650
n01 = = = 3005(v / p)
1 + γ .K 1 + 0,004.299650
+Tèc ®é øng víi ®iÓm cuèi cïng cña ®o¹n ®Æc tÝnh (n1) ta biÕt r»ng ®èi víi
®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu th× khi I− t¨ng (I− ≥ Idm.1,2) th× ph¶i tiÕn hμnh h¹n chÕ sù
t¨n cña dßng ®iÖn. VËy ®Æt Ing=1,2I®m = 1,2.9 = 10,8 (A). Thay I− =Ing vμo biÓu
thøc (I)ta x¸c ®Þnh tèc ®é nng.
u cd .K − I ng .RΣ .k D
n ng =
1 + γ .K
12,03.299650 − 10,8.3,33.15,8
⇒ nng = = 2999,5(v / p)
1 + 0,004.299650
VËy ®o¹n ®Æc tÝnh thø nhÊt ®i qua çc ®iÓm

A (0 ; 3005)
B (9 ; 3000)
C (10,8 ; 2999,5)
b. X©y dùng ®o¹n ®Æc tÝnh thø hai:

Trong ®o¹n nμy I− > Ing nªn cã hai vßng ph¶n håi cïng t¸c ®éng.
Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh.
Tõ s¬ ®å cÊu tróc hÖ thèng ta cã.

[ ]
Ud = {(u cd − γ .n ).K ω − K I β .( I ng − I u ) }.K BBD =
n
KD
+ I u .RΣ
⇒ n(
1
KD
[ ]
+ γ .K ω .K BBD ) = U cd K ω .K BBD − K I .K BBD . β (I ng − I u ) − I u RΣ
⇒n=
[
U cd .K − K I .K BBD .β .I ng + I u ( RΣ − K I .K BBD .β ) K D ]
1 + γ .K
§o¹n ®Æc tÝnh thø hai nμy ®i qua 2 ®iÓm ®Çu ®iÓm C. Ta cÇn x¸c ®Þnh
thªm mét ®iÓm n÷a.
Ta cã : Ing = (1,2 ÷ 1,5)I®m . Chän Ing = 1,2I®m = 1,2.9 = 10,8 (A)
Id = (2,2 ÷ 2,5)I®m . Chän Id = 2,5.I®m= 2,5.9 = 22,5 (A)
Ubh = 13(V)
ubh 13
u cd − 12,03 −
kω 903 = 2989,7(v / p)
(uc®-γnbh). Kω = ubh ⇒ nbh = =
γ 0,004
§Ó x¸c ®Þnh dßng ®iÖn t¹i vÞ trÝ b·o hoμ (Ibh) ta x¸c ®Þnh hÖ sè ph¶n håi dßng
®iÖn nh− sau:
U®kbh = Uc®max - γ . nbh = 12,03 - 0,004.2989,7 = 0,0712 (V)
n = [ubh - kI β(I− -Ing )]. KBBD .kD - I− .RΣ . kD
T¹i ®iÓm dõng: n = 0, I− = Id ta ®−îc:
0 = n = [ubh - kI .β(I− -Ing )]. KBBD .kD - I− .RΣ . kD
I d . RΣ 9.3,33
− U bh − 13
K BBD 21
β =− =− = 0,0011
K I ( I d − I ng ) 903.(22,5 − 10,8)
T¹i ®iÓm D: I− = Ibh ta ®−îc:

nbh = [Ubh - kI β(Ibh -Ing )]. KBBD - I− .RΣ . KD
⇔ I bh =
[U bh + K I β .I ng ].K BBD .K D − nbh
=
[13 + 903.0,0011.10,8]21.15,8 − 2989,7 = 12,8( A)
( RΣ + K I .K BBD .β ).K D (3,33 + 903.21.0,0011).15,8
VËy ®o¹n ®Æc tÝnh thø hai ®i qua 2 ®iÓm:
C (10,8 ; 2999,5)
D(12,8; 2989,7)

c. X©y dùng ®o¹n ®Æc tÝnh thø ba:
Lóc nμy tèc ®é cña ®éng c¬ ®· ®¹t ®Õn møc ®ñ nhá, lμm cho m¹ch ph¶n
håi ©m tèc ®é b·o hoμ. VËy chØ cßn m¹ch vßng h¹n chÕ dßng ®iÖn t¸c ®éng
§o¹n ®Æc tÝnh nμy ®i qua hai ®iÓm :
§iÓm thø nhÊt lμ ®iÓm cuèi cña ®o¹n ®Æc tÝnh thø hai .
D(12,8; 2989,7)
§iÓm thø hai øng víi ®iÓm lμm cho hÖ thèng dõng lμm viÖc .
E(22,5 ; 0)
V.1.2.2. X©y dùng ®−êng ®Æc tÝnh thÊp nhÊt:

§−êng ®Æc tÝnh thÊp nhÊt lμ ®−êng giíi h¹n d−íi trong ph¹m vi ®iÒu chØnh
D = 400.
a. X©y dùng ®o¹n ®Æc tÝnh thø nhÊt:
TrÞ sè ®iÖn ¸p chñ ®¹o nhá nhÊt:

ndm min (1 + γ .K ) + I dm .RΣ .K d
U cd min =
K
ndm max 3000
ndm min = = = 7,5(v / ph)
D 400
7,5(1 + 0,004.2996505) + 9.3,33.15,8
U cd min = = 0,032(V )
299650
Tèc ®é kh«ng t¶i lý t−ëng:
U cd min .K 0,032.299650
n0 min = = = 7,89(v / p)
1 + γ .K 1 + 0,004.299650
§iÓm cuèi cïng cña ®o¹n ®Æc tÝnh nμy C ' (IC', nC'). Ta cã trÞ sè dßng ®iÖn
ng¾t (Ing) lμ kh«ng ®æi víi mäi ®−êng ®Æc tÝnh vËy IC'=Ing=10,8(A)
U cd min .K − I ng .R .K D 0,032.2996505 − 10,8.3,33.15,8
n C' = ∑ = = 7,48(v / p)
1 + γ .K 1 + 0,004.299650
§o¹n ®Æc tÝnh thø nhÊt nμy ®i qua çc ®iÓm

A'(0 ; 7,89)
B’(9 ; 7,5)
C'(10,8 ;7,48)

b. X©y xùng ®o¹n ®Æc tÝnh thø hai:
Theo çc phÇn tö ë trªn phÇn tr−íc ta cã.
+ Tèc ®é b·o hoμ.
u bh 13
u cd − 0,032 −
kω 903 = 4,4(v / p )
nbh = =
γ 0,004
+ Dßng ®iÖn.
⇔ I bh =
[U bh + K I β .I ng ].K BBD .K D − nbh
=
[13 + 903.0,0011.10,8].21.15,8 − 4,4 = 20,59( A)
( RΣ + K I .K BBD .β ).K D (3,33 + 903.21.0,0011).15,8
§o¹n ®Æc tÝnh thø hai cña ®−êng ®Æc tÝnh thÊp nhÊt nμy ®i qua hai ®iÓm
®Çu vμ cuèi.
C'(10,8 ;7,48)
D'(20,59; 4,4)
c. §o¹n ®Æc tÝnh thø ba.

§o¹n ®Æc tÝnh thø 3 ®i qua hai ®iÓm lμ ®iÓm D'(20,59; 4,4) vμ ®iÓm dõng
E’ ≡ E (22,5 ; 0)
§Æc tÝnh c¬ cña hÖ thèng nh− sau:

n
n0max a b c
n®m max d
nng max
nbh max
n0min a' b' c'

n®m min d'
nng min
nbh min
e e'
0 I®m Ing Ibh Ibh' Id I(A)
KiÓm tra chÊt l−îng tÜnh:
n0 min − nmin dm 7,89 − 7,5
St = = = 0,0494 < [S t ] = 0,05
n0 min 7,89
VËy hÖ thèng thiÕt kÕ ®¶m b¶o çc chØ tiªu chÊt l−îng tÜnh.

PhÇn VI
ThuyÕt minh s¬ ®å nguyªn lý
Vi.1- Nguyªn lý khëi ®éng.
§ãng ¸p t« m¸t cung cÊp ®iÖn cho hÖ thèng truyÒn ®éng ®iÖn (m¹ch kÝch
tõ, m¸y biÕn ¸p ®éng lùc, nguån nu«i m¹ch ®iÒu khiÓn. Khi ®ã m¹ch t¹o xung
®iÒu khiÓn t¹o ra çc xung ®iÒu khiÓn. §Ó ®iÒu khiÓn çc xung nμy,chóng ®−îc
®−a tíi m¹ch ph¸t xung ®Ó ®iÒu khiÓn më çc thyristor th«ng qua m¸y biÕn ¸p
xung. §Ó t¹o ra çc xung ®iÒu khiÓn, ta ph¶i t¹o ra tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn U®k nhê
m¹ch khuÕch ®¹i trung gian vμ tÝn hiÖu nμy ®−îc so s¸nh víi ®iÖn ¸p r¨ng c−a.
Do m¹ch khuÕch ®¹i trung gian t¹o ra tÝn hiÖu U®k nªn nã ®iÒu khiÓn ®−îc gãc
më α cña bé chØnh l−u . Khi khëi ®éng dßng khëi ®éng rÊt lín nªn m¹ch vßng
dßng ®iÖn tham gia vμo ®Ó tù ®éng h¹n chÕ dßng ®iÖn ®ång thêi m¹ch vßng ph¶n
håi ©m tèc ®é bÞ b·o hoμ do UVIC3 = -Uc® + γn rÊt ©m (do n nhá) , ®éng c¬ ®−îc
khëi ®éngtrªn ®o¹n ®Æc tÝnh thø 3 , tèc ®é t¨ng dÇn ®Õn ®iÓm D th× m¹ch vßng
tèc ®é tham gia vμo ®Ó t¨ng ®é cøng ®Æc tÝnh c¬ , ®éng c¬ ®−îc khëi ®éng trªn
®o¹n ®Æc tÝnh DC , ®Õn ®iÓm C ( øng víi Ing) m¹ch vßng dßng ®iÖn kh«ng tham
gia n÷a (D kho¸ do I− gi¶m nhá h¬n Ing) vμ chØ cßn m¹ch vßng tèc ®é, ®éng c¬
®−îc khëi ®éng trªn ®o¹n ®Æc tÝnh c¬ tù nhiªn vμ tiÕn tíi lμm viÖc x¸c lËp t¹i
®iÓm øng víi t¶i ®Þnh møc.
V.2. Nguyªn lý ®iÒu chØnh tèc ®é .
Víi gi¶ thiÕt ®éng c¬ ®ang lμm viÖc ë vïng kh©u ng¾t kh«ng t¸c ®éng, lóc
nμy ta thay ®æi ®iÖn ¸p trªn biÕn trë WR lμm cho Uc® thay ®æi lμm cho gãc α
thay ®æi dÉn ®Õn tèc ®é thay ®æi.
UVIC3 = -Uc® + γn
Khi thay ®æi Uc® sÏ thay ®æi ®−îc gãc më α => Ud thay ®æi vμ tèc ®é còng thay
®æi theo .
VÝ dô muèn t¨ng tèc ®é ta t¨ng Uc® : UVIC3 sÏ ©m nhiÒu lªn => URIC3 sÏ d−¬ng
nhiÒu lªn => URIC5 sÏ ©m nhiÒu lªn , Tr më nhiÒu dÉn ®Õn U®k gi¶m nhá tøc lμ
gãc α gi¶m nhá => Ud t¨ng lªn vμ tèc ®é t¨ng theo.

Qu¸ trinh gi¶m tèc còng x¶y ra t−¬ng tù khi ta gi¶m Uc® sÏ lμm cho gãc α t¨ng
lªn vμ tèc ®é gi¶m xuèng.
VI.3- Nguyªn lý æn ®Þnh tèc ®é.
Gi¶ sö ë chiÒu quay ®éng c¬ ®ang lμm viÖc ë mét tèc ®é quay nhÊt ®Þnh,
øng víi gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ®Æt tèc ®é nμo ®ã. NÕu v× mét lý do nμo ®ã tèc ®é ®éng c¬
t¨ng nghÜa lμ γn t¨ng lμm cho U®k t¨ng do ®ã lμm cho gãc më α t¨ng vμ ®iÖn ¸p
®Æt vμo phÇn øng ®éng c¬ gi¶m ®Ó ®éng c¬ trë vÒ gi¸ trÞ ban ®Çu. NÕu v× mét lý
do nμo ®ã lμm cho tèc ®é ®éng c¬ gi¶m th× t−¬ng tù nh− trªn γn sÏ gi¶m lμm cho
®iÖn ¸p U®k gi¶m t¹o ra gãc α gi¶m, ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ t¨ng lμm cho tèc
®é ®éng c¬ trë vÒ gi¸ trÞ ban ®Çu.
VÝ Dô : khi tèc ®é ®éng c¬ t¨ng , th× γn t¨ng lªn => UVIC3 = -Uc® + γn sÏ bít ©m
®i , URIC3 bít d−¬ng ,U®k t¨ng lªn , gãc α t¨ng lªn dÉn ®Õn Ud gi¶m nhá vμ tèc
®é ®éng c¬ còng gi¶m theo cho phï hîp l−îng ®Æt ban ®Çu .
VI.4- Nguyªn lý æn ®Þnh qu¸ t¶i .
- Khi I− < Ing th× tÝn hiÖu ph¶i håi ©m dßng ch−a t¸c dông v× ®iÖn ¸p ®Çu
vμo IC4 ©m nªn tÝn hiÖu ra IC4 d−¬ng nªn dßng qua D bÞ chÆn nªn D kho¸ khi
®ã ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn chØ phô thuéc vμo tÝn hiÖu ph¶n håi ©m tèc ®é γn .
- Khi I− > Ing do I− t¨ng dÇn ®Õn ®Çu vμo IC4 d−¬ng nªn tÝn hiÖu ra IC4 ©m
v× vËy D më vμ kh©u h¹n chÕ dßng ®iÖn tham gian vμo vμ khi nμy ta cã:
URIC5 = K2.[(Uc® - γn).K1 - β .( I− – Ing)]
Tr më Ýt ®i . –U®k t¨ng lªn => gãc α t¨ng , Ud gi¶m xuèng lμm gi¶m ®é cøng
®Æc tÝnh c¬ . nÕu dßng ®iÖn phÇn øng t¨ng qu¸ lín sÏ dÉn ®Õn ®é cøng ®Æc tÝnh
c¬ rÊt dèc vμ hÖ thèng dõng lμm viÖc
VI.5 : Nguyªn lý h∙m dõng hÖ thèng.
Khi muèn dõng hÖ thèng ta Ên nót dõng, c¾t toμn bé hÖ thèng ra khái
nguån cung cÊp ®ång thêi ®−a ®iÖn trë h·m vμo ®éng c¬ thùc hiÖn h·m ®éng
n¨ng , toμn bé n¨ng l−îng ®−îc tÝch luü trªn ®éng c¬ sÏ gi¶i phãng qua Rh, tèc
®é gi¶m dÇn, khi tèc ®é gÇn gi¶m vÒ 0 ta c¾t Rh ra ®Ó ®éng c¬ h·m tù do.

Thiết kế Truyền động điện

Uploaded by

Document Information

Copyright

Available Formats

Share this document

Share or Embed Document

Sharing Options

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

Copyright:

Available Formats

Thiết kế Truyền động điện

Uploaded by

Copyright:

Available Formats

ThuyÕt minh ®å ¸n m«n häc tæng hîp hÖ ®iÖn c¬

Lêi nãi ®Çu

Sinh viªn thiÕt kÕ

TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 1 SVTK: TrÇn Minh C«ng

Ph©n tÝch lùa chän ph−¬ng ¸n truyÒn ®éng ®iÖn

I.1. Chọn động cơ điện

http://www.ebook.edu.vn 2 SVTK: TrÇn Minh C«ng

ω : là tốc độ làm việc của động cơ

Hình 1.1:Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ ĐC không đồng bộ

http://www.ebook.edu.vn 3 SVTK: TrÇn Minh C«ng

2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ

Hình 1.2 Đặc tính cơ khi thay đổi tần số

http://www.ebook.edu.vn 4 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 5 SVTK: TrÇn Minh C«ng

đặc tính cơ β không đổi .

Hình 1.4 .Đặc tính cơ Khi thay đổi số đôi cực P

http://www.ebook.edu.vn 6 SVTK: TrÇn Minh C«ng

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý, đặc tính cơ ĐCKĐB rô to dây quấn có Rf

http://www.ebook.edu.vn 7 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 8 SVTK: TrÇn Minh C«ng

Hình 1.7 .sơ đồ nguyên lý và đặc tính sơ đồng bộ

http://www.ebook.edu.vn 9 SVTK: TrÇn Minh C«ng

I. ĐỘNG CƠ MỘT CHIỀU KÍCH TỪ NỐI TIẾP

Hình 1.8 .a.Sơ đồ nguyên lý động

trình đặc tính cơ :

http://www.ebook.edu.vn 11 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 12 SVTK: TrÇn Minh C«ng

Độ cứng đặc tính cơ:

Độ cứng đặc tính cơ:

Hình 1.11 .Đặc tính cơ khi điều chỉnh từ thông

Hình 1.12 Đặc tính cơ khi đưa thêm điện phụ

http://www.ebook.edu.vn 15 SVTK: TrÇn Minh C«ng

2. Đặc tính cơ (Hình 1.13)

http://www.ebook.edu.vn 16 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 17 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 18 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 19 SVTK: TrÇn Minh C«ng

ThiÕt kÕ m¹ch ®éng lùc

* §Æt vÊn ®Ò:

A. chän bé biÕn ®æi

Khi ωt = 0 ®Õn ωt = α = v1 th× D0 dÉn dßng nhê S§§ tù c¶m trong Ld do

http://www.ebook.edu.vn 21 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 22 SVTK: TrÇn Minh C«ng

I Ttb = I d (π - α )/2π ; I T = I d (π - α )/2π

U Tth max = 2 .U 2 ; U Tng max = 2 2.U 2

I D0tb = I d (α/π ) ; I D0 = I d (α/π )

b. S¬ ®å ch×nh l−u h×nh cÇu mét pha b¸n ®iÒu khiÓn

S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®éng lùc cña hÖ thèng

http://www.ebook.edu.vn 23 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 24 SVTK: TrÇn Minh C«ng

§Ó h·m mét hÖ T§§ cã thÓ:

http://www.ebook.edu.vn 26 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 27 SVTK: TrÇn Minh C«ng

Ph−¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬:

http://www.ebook.edu.vn 30 SVTK: TrÇn Minh C«ng

* S¬ ®å m¹ch ®éng lùc

- Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch h∙m:

http://www.ebook.edu.vn 31 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 32 SVTK: TrÇn Minh C«ng

http://www.ebook.edu.vn 33 SVTK: TrÇn Minh C«ng

2. S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn theo pha ®øng

Khèi 1 Khèi 2 Khèi 3

http://www.ebook.edu.vn 34 SVTK: TrÇn Minh C«ng