Đề tài Thiết kế bộ băm xung áp cho động cơ ôtô một chiều với các thông số sau: + P = 1 kW. + U = 48 VDC. + n = 1000 v/ph

LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá nền kinh tế đất nước, ngày càng có nhiều thiết bị bán dẫn công suất hiện đại được sử dụng rộng rãi trong trong tất cả các lĩnh vực sản xuất, phục vụ đời sống con người. Đặc biệt trong lĩnh vực điều chỉnh tự động sử dụng van bán dẫn. Trong các lĩnh vực điều chỉnh tự động nói chung cũng như trong lĩnh vực giao thông nói riêng việc đòi hỏi cần có các bộ điều chỉnh nhằm tiết kiệm năng lượng ngày càng được đòi hỏi và thay thế . Bên cạnh đó trong lĩnh vực giao thông việc sử dụng các động cơ xăng,diezen ngày càng có xu hướng giảm vì các nhược điểm như: Tiêu hao nhiều năng lượng, ô nhiễm môi trường . Đồng thời với các thành tựu của khoa học kỹ thuật thì việc chế tạo các động cơ điện ngày càng được hoàn thiện . Song song với sự phát triển đó là sự đòi hỏi phải có bộ điều khiển các loại động cơ đó với chất lượng tốt nhất, thoả mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật nhằm sử dụng và thay thế các động cơ cũ. Bộ băm xung áp một chiều sử dụng van bán dẫn trong tương lai đáp ứng được nhu cầu cần thiết về bộ điều khiển điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều. Nội dung của đồ án: + Chương I: Khái quát công nghệ. + Chương II: Giới thiệu một số mạch băm xung áp ứng dụng trong điều khiển động cơ một chiều. + Chương III: Thiết kế mạch lực. + Chương IV: Thiết kế mạch điều khiển. Mặc dù rất cố gắng trong việc thiết kế nhưng do kiến thức có hạn nên không thể tránh khỏi một số hạn chế nhất định, mong các thầy đóng góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn. Để hoàn thành đồ án này chúng em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy DƯƠNG VĂN NGHI .

doc44 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2199 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế bộ băm xung áp cho động cơ ôtô một chiều với các thông số sau: + P = 1 kW. + U = 48 VDC. + n = 1000 v/ph, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
§å ¸n m«n häc §iÖn tö c«ng suÊt Néi dung : ThiÕt kÕ bé b¨m xung ¸p cho ®éng c¬ «t« mét chiÒu víi c¸c th«ng sè sau: + P = 1 kW. + U = 48 VDC. + n = 1000 v/ph. Gi¸o viªn h­íng dÉn: T.S D­¬ng V¨n Nghi. Nhãm sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn TuÊn NghÜa. TrÇn B×nh D­¬ng. NguyÔn C«ng ChiÕn. NguyÔn H÷u Nam. Lêi nãi ®Çu Trong giai ®o¹n c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ nÒn kinh tÕ ®Êt n­íc, ngµy cµng cã nhiÒu thiÕt bÞ b¸n dÉn c«ng suÊt hiÖn ®¹i ®­îc sö dông réng r·i trong trong tÊt c¶ c¸c lÜnh vùc s¶n xuÊt, phôc vô ®êi sèng con ng­êi. §Æc biÖt trong lÜnh vùc ®iÒu chØnh tù ®éng sö dông van b¸n dÉn. Trong c¸c lÜnh vùc ®iÒu chØnh tù ®éng nãi chung còng nh­ trong lÜnh vùc giao th«ng nãi riªng viÖc ®ßi hái cÇn cã c¸c bé ®iÒu chØnh nh»m tiÕt kiÖm n¨ng l­îng ngµy cµng ®­îc ®ßi hái vµ thay thÕ . Bªn c¹nh ®ã trong lÜnh vùc giao th«ng viÖc sö dông c¸c ®éng c¬ x¨ng,diezen ngµy cµng cã xu h­íng gi¶m v× c¸c nh­îc ®iÓm nh­: Tiªu hao nhiÒu n¨ng l­îng, « nhiÔm m«i tr­êng ... §ång thêi víi c¸c thµnh tùu cña khoa häc kü thuËt th× viÖc chÕ t¹o c¸c ®éng c¬ ®iÖn ngµy cµng ®­îc hoµn thiÖn . Song song víi sù ph¸t triÓn ®ã lµ sù ®ßi hái ph¶i cã bé ®iÒu khiÓn c¸c lo¹i ®éng c¬ ®ã víi chÊt l­îng tèt nhÊt, tho¶ m·n c¸c yªu cÇu vÒ kinh tÕ vµ kü thuËt nh»m sö dông vµ thay thÕ c¸c ®éng c¬ cò. Bé b¨m xung ¸p mét chiÒu sö dông van b¸n dÉn trong t­¬ng lai ®¸p øng ®­îc nhu cÇu cÇn thiÕt vÒ bé ®iÒu khiÓn ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. Néi dung cña ®å ¸n: + Ch­¬ng I: Kh¸i qu¸t c«ng nghÖ. + Ch­¬ng II: Giíi thiÖu mét sè m¹ch b¨m xung ¸p øng dông trong ®iÒu khiÓn ®éng c¬ mét chiÒu. + Ch­¬ng III: ThiÕt kÕ m¹ch lùc. + Ch­¬ng IV: ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn. MÆc dï rÊt cè g¾ng trong viÖc thiÕt kÕ nh­ng do kiÕn thøc cã h¹n nªn kh«ng thÓ tr¸nh khái mét sè h¹n chÕ nhÊt ®Þnh, mong c¸c thÇy ®ãng gãp ý kiÕn ®Ó ®å ¸n ®­îc hoµn thiÖn h¬n. §Ó hoµn thµnh ®å ¸n nµy chóng em xin ch©n thµnh c¶m ¬n sù h­íng dÉn tËn t×nh cña thÇy D­¬ng V¨n Nghi . Nhãm sinh viªn thùc hiÖn. Ch­¬ng I Kh¸i qu¸t c«ng nghÖ 1. Vai trß & øng dông cña ®éng c¬ ®iÖn trong lÜnh vùc giao th«ng. VÊn ®Ò øng dông cña ®éng c¬ ®iÖn nãi chung trong truyÒn ®éng ®iÖn s¶n xuÊt còng nh­ ë ®Çu m¸y kÐo lµ ®­îc sö dông réng r·i. HiÖn nay trong nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau cña ®êi sèng, th× ®éng c¬ K§B lµ lo¹i ®éng c¬ ®­îc sö dông réng r·i nhê tÝnh kinh tÕ, dÔ chÕ t¹o, chi phÝ vËn hµnh b¶o d­ìng söa ch÷a thÊp ... Tuy nhiªn, trong mét sè lÜnh vùc nhÊt ®Þnh ®ßi hái yªu cÇu cao vÒ ®iÒu chØnh tèc ®é, vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, th× b¶n th©n ®éng c¬ K§B kh«ng thÓ ®¸p øng ®­îc hoÆc nÕu thùc hiÖn ®­îc th× ph¶i chi phÝ c¸c thiÕt bÞ biÕn ®æi ®i kÌm (nh­ bé biÕn tÇn ...) rÊt ®¾t tiÒn. V× vËy, ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hiÖn t¹i vÉn lµ lo¹i ®éng c¬ kh«ng thÓ thay thÕ ®­îc trong nh÷ng lÜnh vùc nãi trªn. øng dông phæ biÕn cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu hiÖn nay trong c¸c nghµnh s¶n xuÊt nh­ hÇm má, khai th¸c quÆng, m¸y xóc vµ ®Æc biÖt lµ trong c¸c ®Çu m¸y kÐo t¶i ë lÜnh vùc giao th«ng. §ã lµ nhê hai ®Æc ®iÓm quan träng ­u viÖt cña nã lµ : Kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tèc ®é tèt Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i tèt. §Æc biÖt ë lo¹i ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp vµ hçn hîp. Ngoµi hai ®Æc tÝnh c¬ b¶n trªn, th× cÇu tróc m¹ch lùc vµ m¹ch ®iÒu khiÓn ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu ®¬n gi¶n h¬n nhiÒu so víi ®éng c¬ K§B, ®ång thêi l¹i ®¹t chÊt l­îng ®iÒu chØnh cao h¬n trong d¶i ®iÒu chØnh réng. Thùc tÕ lµ ë c¸c n­íc ph¸t triÓn, viÖc dïng ®éng c¬ ®iÖn thay thÕ cho c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iªzen hoÆc x¨ng lµ phæ biÕn. §ã còng lµ xu thÕ chung ®èi víi toµn thÕ giíi trong t­¬ng lai. Mét mÆt lµ v× cã nguån ®iÖn réng r·i; tiÕn bé nh¶y vät vÒ c«ng nghÖ b¸n dÉn cho phÐp chÕ t¹o ®­îc nhiÒu bé biÕn ®æi ®iÖn n¨ng gän nhÑ, kh¶ n¨ng giíi h¹n dßng ¸p cao & tin cËy h¬n. MÆt kh¸c, lµ ®éng c¬ ®iÖn kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng nh­ c¸c lo¹i ®éng c¬ kh¸c, ®ång thêi cho hiÖu suÊt cao. §©y lµ mét trong nh÷ng ®Æc ®iÓm quan träng ®­a ®Õn viÖc ®­a ®éng c¬ ®iÖn vµo giao th«ng ngµy cµng réng r·i h¬n. Trong thùc tÕ, ë c¸c n­íc ph¸t triÓn nh­ Mü, §øc, Ph¸p, TQ.. . ®a sè hÖ thèng ®­êng s¾t dïng ®éng c¬ ®iÖn kÐo ®Çu m¸y ®Òu ®­îc cung cÊp b»ng ®iÖn ¸p mét chiÒu qua ®­êng d©y trªn kh«ng hoÆc ®­êng ray thø ba. §èi víi hÖ thèng ®­êng s¾t trong thµnh phè cã ®Æc ®iÓm lµ kho¶ng c¸ch ng¾n, mËt ®é giao th«ng cao th× viÖc dïng trùc tiÕp hÖ thèng ®­êng d©y mét chiÒu lµ thÝch hîp. Nh­ng ®èi víi tr­êng hîp kho¶ng c¸ch xa h¬n, nh­ gi÷a c¸c thµnh phè víi nhau, th× viÖc dông hÖ thèng mét chiÒu lµ kh«ng kinh tÕ. Trong tr­êng hîp nµy ng­êi ta lÊy t­ l­íi ®iÖn xoay chiÒu mét pha cã tÇn sè 50Hz ¸ 60Hz vµ cã ®iÖn ¸p kho¶ng 25kV sau ®ã qua h¹ ¸p cÊp vµo bé chØnh l­u ®­îc nguån mét chiÒu. Th«ng th­êng cÊp ®iÖn ¸p cña hÖ thèng tÇu kÐo ®­êng s¾t trong thµnh phè dïng ®iÖn mét chiÒu tõ 600 ¸ 700V (víi TH ®­êng ray thø ba) hoÆc 1500V (víi TH ®­êng d©y trªn kh«ng). Trong c¶ hai tr­êng hîp trªn th× ng­êi ta t¹o dßng mét chiÒu b»ng c¸ch chØnh l­u tõ l­íi ®iÖn xoay chiÒu víi hÖ sè ®Ëp m¹ch lµ 12 ®Ó cã chÊt l­îng cao. §èi víi «t« ®iÖn ng­êi ta còng lÊy tõ ®­êng d©y trªn kh«ng nÕu c«ng suÊt ®éng c¬ truyÒn t¶i lín. HiÖn nay, trong mét sè lo¹i ®éng c¬ kÐo t¶i giao th«ng cã c«ng suÊt nhá, th× ng­êi ta dïng nguån ac-quy kÌm theo bé biÕn ®æi gän nhÑ thuËn tiÖn cho tÝnh linh ho¹t trong vËn t¶i. Nh­ng nh­îc ®iÓm rÊt râ cña lo¹i dïng nguån ac-quy lµ chØ ch¹y ®­îc qu·ng ®­êng ng¾n, ®iÒu nµy g©y bÊt tiÖn cho ng­íi sö dông. V× vËy lo¹i nµy chØ kh¶ dông trong tr­êng hîp c«ng nghÖ chÕ t¹o ac-quy tiÕn bé h¬n n÷a vµ thùc tÕ lo¹i dïng nguån truyÒn t¶i hiÖn nay vÉn lµ chñ yÕu trong truyÒn ®éng giao th«ng. Trong khu«n khæ ®å ¸n nµy víi ®Ò tµi thiÕt kÕ bé ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu trong «t«, nªn ®Ó lµm râ tÝnh quan träng cña ®éng c¬ mét chiÒu trong lÜnh vùc nµy tr­íc hÕt ta ph©n tÝch râ ®Æc thï cña truyÒn ®éng trong lÜnh vùc giao th«ng. 2. Ph©n tÝch ®Æc thï vÒ truyÒn ®éng trong giao th«ng. Cã thÓ nªu ra ®Æc ®iÓm quan träng vÒ truyÒn ®éng trong lÜnh vùc giao th«ng lµ: + Yªu cÇu cao trong viÖc ®iÒu chØnh tèc ®é; bao gåm nh÷ng yªu cÇu vÒ d¶i ®iÒu chØnh réng, ®é tr¬n ®iÒu chØnh, ®iÒu chØnh ph¶i ªm, khëi ®éng ®éng c¬ nhanh. + Yªu cÇu cao vÒ kh¶ n¨ng qu¸ t¶i, v× t¶i kÐo cña ®Çu m¸y lµ kh«ng cè ®Þnh Ngoµi ra, truyÒn ®éng trong giao th«ng cßn ®ßi hái cao vÒ ®é an toµn khi vËn hµnh. Muèn vËy viÖc thiÕt kÕ ph¶i ®¶m b¶o ®­a ra ®­îc mét s¬ ®å ®iÒu khiÓn ®¬n gi¶n tin cËy, dÔ thao t¸c trong vËn hµnh ®iÒu khiÓn ®éng c¬ « - t«. V× thùc tÕ trong lÜnh vùc giao th«ng cßn ®ßi hái truyÒn ®éng cã ®¶o chiÒu, nªn viÖc thiÕt kÕ còng chó träng ®Õn vÊn ®Ò ®¶o chiÒu quay ®éng c¬. Thùc chÊt cña viÖc ®iÒu khiÓn «-t« còng nh­ ®Çu m¸y kÐo lµ viÖc ®iÒu khiÓn ®éng c¬ kÐo t¶i. V× vËy, tr­íc tiªn ta ®i giíi thiÖu mét vµi ®Æc tÝnh c¬ b¶n cña c¸c lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu, råi tõ ®ã ®­a ra quyÕt ®Þnh chän lo¹i ®éng c¬ thÝch hîp cho truyÒn ®éng trong lÜnh vùc ®ang ®Ò cËp tíi. 3. Giíi thiÖu mét sè lo¹i ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu. §éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch ®éc lËp hoÆc song song. Ph­¬ng tr×nh ®Æc tÝnh c¬: BiÓu thÞ quan hÖ gi÷a tèc ®é (n)vµ m«men (M) Víi nh÷ng ®iÒu kiÖn U=const, It=const th× tõ th«ng cña ®éng c¬ hÇu nh­ kh«ng ®æi. V× vËy quan hÖ trªn lµ tuyÕn tÝnh vµ ®­êng ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ lµ ®­êng th¼ng. w w0 M M®m Do R­ rÊt nhá, nªn khi t¶i thay ®æi tõ kh«ng ®Õn ®Þnh møc th× tèc ®é gi¶m rÊt Ýt cho nªn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song rÊt cøng. Víi ®Æc ®iÓm nh­ vËy, ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch song song ®­îc dïng trong nh÷ng tr­êng hîp tèc ®é hÇu nh­ kh«ng ®æi khi t¶i thay ®æi. §éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch nèi tiÕp. ë ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch nèi tiÕp, dßng ®iÖn kÝch thÝch chÝnh lµ dßng ®iÖn phÇn øng : It= I­=I. VËy trong ph¹m vi kh¸ réng cã thÓ biÓu thÞ: F=KF.I trong ®ã hÖ sè tû lÖ KF chØ lµ h»ng sè trong vïng I (0,8 ¸ 0,9)I®m th× h¬i gi¶m xuèng do hiÖn t­îng b·o hoµ m¹ch tõ. Nh­ vËy, biÓu thøc ®Æc tÝnh c¬ cã d¹ng: M=CM.F.I­=CM. Þ nÕu bá qua R­ th×: hay: M= Nh­ vËy khi m¹ch tõ ch­a b·o hoµ, ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp cã d¹ng lµ ®­êng hypebol bËc hai. w* M* M®m Ta thÊy, ë ®éng c¬ mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp, tèc ®é quay n gi¶m rÊt nhanh khi M t¨ng. Vµ khi mÊt t¶i (M=0, I=0) th× n cã trÞ sè rÊt lín. V× vËy th­êng chØ cho phÐp ®éng c¬ lµm viÖc víi t¶i tèi thiÒu P2=(0,2 ¸ 0,25)P®m. Tõ d¹ng ®Æc tÝnh c¬ ta còng cã nhËn xÐt lµ ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp rÊt mÒm Þ ®éng c¬ nèi tiÕp rÊt ­u viÖt trong nh÷ng n¬i cÇn më m¸y nÆng nÒ vµ cÇn tèc ®é thay ®æi trong mét vïng réng. c. §éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch hçn hîp: Lo¹i nµy ®­îc chÕ t¹o gåm hai cuén d©y nèi tiÕp vµ song song. T¸c dông cña d©y quÊn kÝch thÝch song song vµ nèi tiÕp bï nhau hoÆc ng­îc nhau. Trªn thùc tÕ ng­êi ta chØ sö dông lo¹i kÝch thÝch hçn hîp bï v× ®éng c¬ ng­îc kh«ng ®¶m b¶o ®­îc ®iÒu kiÖn lµm viÖc æn ®Þnh. §éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp bï cã ®Æc tÝnh c¬ mang tÝnh chÊt trung gian gi÷a hai lo¹i kÝch thich song song vµ nèi tiÕp. Khi t¶i t¨ng th× tõ th«ng t¨ng, do ®ã ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp bï mÒm h¬n so víi ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch song song. Tuy nhiªn møc ®é t¨ng cña tõ th«ng kh«ng m¹nh nh­ ë ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp cho nªn ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ ®iÖn kÝch thÝch hçn hîp bï cøng h¬n so víi ®Æc tÝnh c¬ cña ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp. ViÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÝch thÝch nèi tiÕp ®­îc ®iÒu chØnh nh­ ë tr­êng hîp ®éng c¬ kÝch thÝch song song; dï r»ng vÒ nguyªn t¾c cã thÓ ¸p dông nh÷ng ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é dïng cho ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp. Tõ nh÷ng tÝnh chÊt cña tõng lo¹i ®éng c¬ nh­ ®· tr×nh bµy ë trªn, so s¸nh víi ®Æc tÝnh t¶i vµ nh÷ng yªu cÇu cña truyÒn ®éng trong lÜnh vùc giao th«ng ta thÊy r»ng lo¹i ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp vµ kÝch thÝch hçn hîp kiÒu bï lµ ®¸p øng ®­îc nh÷ng yªu cÇu vÒ truyÒn ®éng. Ta cã thÓ nªu ­u ®iÓm cña hai lo¹i ®éng c¬ nµy so víi ®éng c¬ kÝch thÝch ®éc lËp hoÆc song song ®øng trªn quan ®iÓm xÐt sù phï hîp víi ®Æc tÝnh t¶i: + §Æc tÝnh c¬ mÒm vµ ®é cøng thay ®æi theo phô t¶i. §iÒu nµy rÊt thÝch hîp trong giao th«ng cã yªu cÇu tèc ®é thay ®æi theo t¶i. + Cã kh¶ n¨ng qu¸ t¶i lín vÒ m«men vµ kh¶ n¨ng khëi ®éng tèt h¬n. Nhê vËy cho phÐp lµm viÖc ë m«i tr­êng kÐo t¶i nÆng nÒ. + V× tõ th«ng cña ®éng c¬ chØ phô thuéc vµo dßng phÇn øng I­ nªn kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña ®éng c¬ kh«ng chÞu ¶nh h­ëng cña sôt ¸p l­íi ®iÖn nªn rÊt thÝch hîp cho nh÷ng truyÒn ®éng dïng trong nghµnh giao th«ng cã ®­êng d©y cung cÊp ®iÖn ®i kÌm theo t¶i. Thùc tÕ trong lÜnh vùc nµy ®éng c¬ kÝch thÝch nèi tiÕp ®­îc sö dông. Tuy nhiªn ng­êi ta còng dïng c¶ ®éng c¬ kÝch thÝch hçn hîp v× nã cho phÐp thùc hiÖn h·m t¸i sinh n¨ng l­îng mµ vÉn ®¶m b¶o tèt c¸c yªu cÇu truyÒn ®éng. 4. C¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬. ViÖc ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu kÐo t¶i trong giao th«ng cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p ®iÖn kÕt hîp c¶ ph­¬ng ph¸p c¬ qua c¬ cÊu b¸nh r¨ng ®Ó t¨ng d¶i ®iÒu chØnh. §iÒu chØnh b»ng ph­¬ng ph¸p ®iÖn cµng tèt bao nhiªu cµng gi¶m ®é phøc t¹p & cång kÒnh cña c¬ cÊu c¬ khÝ bÊy nhiªu. Thùc tÕ tån t¹i hai ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ mét chiÒu: §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬; tøc lµ thay ®æi U­. §iÒu chØnh ®iÖn ¸p cÊp cho m¹ch kÝch tõ ; tøc lµ thay ®æi tõ th«ng F. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh tèc ®é b»ng c¸ch thay ®æi F cã thÓ thay ®æi ®­îc liªn tôc & gi÷ ®­îc hiÖu suÊt cña ®éng c¬ lµ kh«ng ®æi v× sù ®iÒu chØnh dùa trªn viÖc t¸c dông lªn m¹ch kÝch thÝch cã c«ng suÊt nhá so víi c«ng suÊt ®éng c¬. Nh­ng do b×nh th­êng ®éng c¬ lµm viÖc ë chÕ ®é ®Þnh møc, øng víi kÝch thÝch tèi ®a (F=F®m=Fmax), nªn chØ cã thÓ ®iÒu chØnh theo h­íng gi¶m tõ th«ng; tøc lµ ®iÒu chØnh tèc ®é trong vïng trªn tèc ®é & giíi h¹n ®iÒu chØnh tèc ®é bÞ h¹n chÕ bëi c¸c ®iÒu kiÖn c¬ khÝ vµ ®¶o chiÒu quay nªn ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng thÝch hîp trong tr­êng hîp ®éng c¬ kÐo t¶i giao th«ng. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ chØ cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é quay d­íi tèc ®é ®Þnh møc v× kh«ng thÓ n©ng cao ®iÖn ¸p lªn trªn U®m cña ®éng c¬. Ph­¬ng ph¸p nµy cho phÐp ®iÒu chØnh triÖt ®Ó v× cã nh÷ng ­u ®iÓm sau: + HiÖu suÊt ®iÒu chØnh cao. + Kh«ng cã tæn hao trong m¸y ®iÖn khi ®iÒu chØnh. + ViÖc thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng, cô thÓ lµ gi¶m U­ Þ m«men ng¾n m¹ch Mnm gi¶m, dßng ng¾n m¹ch Inm gi¶m; ®iÒu nµy rÊt cã ý nghÜa trong lóc khëi ®éng ®éng c¬. + §é sôt tèc tuyÖt ®èi trªn toµn d¶i ®iÒu chØnh øng víi mét m«men lµ nh­ nhau. + §iÒu chØnh tr¬n trong toµn bé gi¶i ®iÒu chØnh. Tuy vËy, ph­¬ng ph¸p nµy ®ßi hái c«ng suÊt ®iÒu chØnh cao, vµ ®ßi hái ph¶i cã nguån ®iÖn ¸p ®iÒu chØnh ®­îc. Tõ nh÷ng ph©n tÝch trªn ta thÊy viÖc chän ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p phÇn øng lµ thÝch hîp cho ®éng c¬ kÐo t¶i giao th«ng. MÆc dï, d¶i ®iÒu chØnh chØ cho phÐp thÊp h¬n tèc ®é ®Þnh møc nh­ ta cã thÓ më réng d¶i ®iÒu chØnh nhê kÕt hîp víi c¬ cÊu c¬ khÝ nh­ ®· ®Ò cËp ë trªn. 5. Giíi thiÖu nguyªn lý chung cña bé biÕn ®æi ®iÖn ¸p mét chiÒu. Nh­ ë trªn ®· ®Ò cËp, ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ®­îc lùa chän trong ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬. Thùc tÕ, ®Ó thay ®æi ®iÖn ¸p phÇn øng ®éng c¬ «-t« ng­êi ta cã thÓ thay ®æi gãc më chËm a nÕu dïng bé biÕn ®æi lµ hÖ thèng chØnh l­u, hoÆc thay ®æi tÇn sè b¨m trong tr­êng hîp bé biÕn ®æi lµ bé b¨m xung ¸p mét chiÒu. ViÖc sö dông hÖ thèng chØnh l­u tiristor - ®éng c¬ chØ øng dông trong tr­êng hîp t¶i cña nã lµ lo¹i ®éng c¬ c«ng suÊt lín, sö dông s¬ ®å chØnh l­u tiristor – ®éng c¬ mét chiÒu lu«n ®i kÌm theo viÖc ®­a thªm bé läc kång kÒnh nªn chØ kh¶ dông cho truyÒn ®éng ®Çu m¸y tÇu ®iÖn kÐo t¶i lín. Víi lo¹i ®éng c¬ c«ng suÊt nhá th× viÖc dïng bé b¨m xung ¸p mét chiÒu lµ phï hîp. V× thiÕt bÞ b¨m xung lµm viÖc víi hiÖu suÊt cao (theo tÝnh to¸n lµ xÊp xØ b»ng 1); Ýt nh¹y c¶m víi nhiÖt ®é vµ ®iÒu kiÖn m«i tr­êng v× tham sè ®iÒu kiÓn lµ thêi gian ®ãng më; ®Æc biÖt lµ cã kÝch th­íc nhá gän (tÝnh c¶ läc), nªn rÊt phï hîp víi «t« ®iÖn. Sau ®©y giíi thiÖu nguyªn lý chung cña bé b¨m xung, ®ång thêi ph©n tÝch kh¸i l­îc vÒ c¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña bé b¨m xung - ¸p còng nh­ vÊn ®Ò lùa chän thiÕt bÞ ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu vÒ chØ tiªu kü thuËt vµ kinh tÕ. T¶i ChØnh l­u kh«ng ®iÒu khiÓn L2 · · · · · · K D C1 C2 S¬ ®å nguyªn lý cña bé b¨m xung ¸p mét chiÒu Trªn s¬ ®å th× bé b¨m xung ¸p lµm viÖc nh­ mét c«ng t¸c t¬ tÜnh (K) ®ãng më liªn tôc 1 c¸ch chu k× . Nhê vËy mµ biÕn ®æi ®­îc ®iÖn ¸p mét chiÒu kh«ng ®æi E thµnh c¸c xung ®iÖn ¸p mét chiÒu Utb cã trÞ sè cã thÓ ®iÒu chØnh ®­îc. §iÖn ¸p Utb nµy ®Æt vµo phÇn øng ®éng c¬ sÏ lµm thay ®æi tèc ®é ®éng c¬ « t«. Khi bé b¨m xung ¸p lµm viÖc ë chÕ ®é gi¶m ¸p th× 0<Utb<E. Khi bé b¨m xung ¸p lµm viÖc ë chÕ ®é t¨ng ¸p th× E<Utb<0. Trong s¬ ®å trªn L,C lµ bé phËn läc ®Ó san b»ng vµ gi÷ cho ®iÖn ¸p t¶i thùc tÕ lµ kh«ng ®æi ,môc ®Ých lµ gi¶m hÖ sè ®Ëp m¹ch n©ng cao chÊt l­îng ®iÒu chØnh . §iÖn ¸p trªn t¶i thu ®­îc phô thuéc vµo tÇn sè ®ãng c¾t kho¸ K.Trong khi ®ã c¸c h¹n chÕ vÒ c«ng nghÖ vµ tæn hao cña bé biÕn ®æi ®iÖn ¸p mét chiÒu quyÕt ®Þnh giíi h¹n tÇn sè lµm viÖc cña bé biÕn ®æi .§Ó tr¸nh c¸c sãng kh«ng mong muèn vµ tõ ®Êy tr¸nh ®­îc Momen ®Ëp m¹ch th× tÇn sè ph¶i lín h¬n mét møc nµo ®ã .TÇn sè ®ãng c¾t cµng nhanh th× cµng gi¶m ®­îc kÝch th­íc cña bé läc ,nh­ng nÕu qu¸ lín sÏ sinh ra nhiÔu v« tuyÕn .V× vËy ph¶i c©n nh¾c ®Ó lùa chän ®­îc bé biÕn ®æi lµm viÖc ë d¶i tÇn thÝch hîp( d­íi 1KHz). Thùc tÕ th­êng dïng tÇn sè b¨m kho¶ng 400Hz ¸ 600Hz. Thùc tÕ kho¸ K trªn s¬ ®å nguyªn lý ®­îc thay b»ng kho¸ ®iÖn tö cô thÓ lµ Tiristor hoÆc Transistor(C«ng suÊt hoÆc MOS). Dïng Tiristor cã ­u ®iÓm lµ trÞ sè giíi h¹n cao ,lµm viÖc ch¾c ch¾n rÎ tiÒn,tæn hao khi dÉn nhá nh­ng cã nh­îc ®iÓm lµ më chËm nªn chØ sö dông réng r·i ë tÇn sè ®ãng më thÊp (d­íi 500Hz). Transistor MOS thÝch hîp víi d¶i tÇn sè chuyÓn m¹ch cao h¬n 100KHz. Transistor c«ng suÊt thÝch hîp víi d¶i tÇn tõ 20->100Khz,cã gi¸ thµnh rÎ h¬n,tæn hao Ýt h¬n MOS. Víi hÖ thèng dïng Transistor th× yªu cÇu lµm m¸t kh«ng cao b»ng Tiristor,nh­ng Tiristor l¹i cho phÐp dÔ b¶o vÖ chèng l¹i c¸c sù cè h¬n Transistor .V× vËy ë nh÷ng m«i tr­êng lµm viÖc nÆng nÒ viÖc sö dông Transistor lµ h¹n chÕ. ViÖc sö dông lo¹i linh kiÖn nµo dïng trong bé biÕn ®æi trong thùc tÕ lµ dùa vµo kh¶ n¨ng kinh tÕ kü thuËt vµ trong nhiÒu tr­êng hîp th× viÖc lùa chän kh«ng râ rµng . Ngoµi sù ¶nh h­ëng cña c¸c th«ng sè kü thuËt lµ tÇn sè ®ãng c¾t, giíi h¹n vÒ c¸c linh kiÖn th× chÊt l­îng ®iÒu chØnh tèc ®é «t« cßn phô thuéc vµo c¶ c¬ cÊu ®iÒu chØnh lµ kÝn hay hë. Dïng s¬ ®å ®iÒu chØnh kÝn (cã vßng ph¶n håi) sÏ t¨ng thªm tÝnh æn ®Þnh tèc ®é víi mét tÇn sè ®ãng c¾t nhÊt ®Þnh, n©ng cao ®­îc chÊt l­îng ®iÒu chØnh. Trªn ®©y giíi thiÖu nh÷ng nÐt kh¸i qu¸t nhÊt vÒ c«ng nghÖ. ViÖc thiÕt kÕ chi tiÕt xin dµnh cho c¸c môc d­íi ®©y. Ch­¬ng II Bé b¨m xung ¸p mét chiÒu Nh­ ®· giíi thiÖu ë ch­¬ng tr­íc, bé b¨m xung ¸p mét chiÒu cã nhiÒu ­u ®iÓm trong truyÒn ®éng giao th«ng. Bé b¨m xung ¸p biÕn ®æi ®­îc ®iÖn ¸p mét chiÒu tõ 0 ®Õn gi¸ trÞ ®iÖn ¸p nguån US mét c¸ch tr¬n liªn tôc. PhÇn trªn còng ®· ®Ò cËp tíi nguyªn lý chung cña bé biÕn ®iÖn ¸p mét chiÒu, ë ch­¬ng nµy ta ®i chi tiÕt giíi thiÖu tæng quan nguyªn lý ®iÒu chØnh, c¸c ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh vµ mét sè s¬ ®å b¨m xung ¸p thùc tÕ. Nguyªn lý Nguyªn lý chung lµ biÕn ®æi gi¸ trÞ cña ®iÖn ¸p mét chiÒu ë c¸c møc kh¸c nhau. Ura t t1 t2 T BB§ mét chiÒu US Ura Ura lµ mét d·y xung vu«ng (lý t­ëng) cã ®é réng t1 vµ ®é nghØ t2. §iÖn ¸p ra b»ng gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p xung. Nguyªn lý c¬ b¶n cña c¸c bé biÕn ®æi nµy lµ ®iÒu khiÒn c¸c phÇn tö c«ng suÊt b»ng ph­¬ng ph¸p xung. §Ó cã hiÖu suÊt lín th× ®iÖn ¸p sôt trªn c¸c phÇn tö c«ng suÊt ë tr¹ng th¸i më ph¶i nhá, dßng qua nã ë tr¹ng th¸i më rÊt nhá. Ph­¬ng ph¸p ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra Cã hai ph­¬ng ph¸p: Thay ®æi ®é réng xung (t1). Thay ®æi tÇn sè xung (T hoÆc f). Ph­¬ng ph¸p thay ®æi ®é réng xung Néi dung cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ thay ®æi t1, gi÷ nguyªn T Þ Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p ra khi thay ®æi ®é réng lµ: trong ®ã ®Æt: lµ hÖ sè lÊp ®Çy, cßn gäi lµ tØ sè chu kú. Nh­ vËy theo ph­¬ng ph¸p nµy th× d¶i ®iÒu chØnh cña Ura lµ réng (0 < e £ 1). Ph­¬ng ph¸p thay ®æi tÇn sè xung Néi dung cña ph­¬ng ph¸p nµy lµ thay ®æi T, cßn t1=const. Khi ®ã: VËy Ura=US khi vµ Ura=0 khi f=0. Ngoµi ra cã thÓ phèi hîp c¶ hai ph­¬ng ph¸p trªn. Thùc tÕ ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi ®é réng xung ®­îc dïng phæ biÕn h¬n v× ®¬n gi¶n h¬n, kh«ng cÇn thiÕt bÞ biÕn tÇn ®i kÌm. C¸c d¹ng c¬ b¶n Dùa vµo c¸ch m¾c kho¸ xung, c¸c bé läc vµ nguån cung cÊp mµ cã c¸c d¹ng s¬ ®å sau: BiÕn ®æi h¹ ¸p: S¬ ®å nguyªn lý nh­ sau: L1 D1 US Ura Cläc T¶i PhÇn tö ®iÒu chØnh quy ­íc lµ kho¸ K ( thùc tÕ lµ Tiristor hoÆc Tranzitor). §Æc ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ kho¸ K, cuén c¶m vµ t¶i m¾c nèi tiÕp. T¶i cã tÝnh chÊt c¶m kh¸ng hoÆc dung kh¸ng. Bé läc L & C. §i-«t m¾c ng­îc víi Ura ®Ó tho¸t dßng t¶i khi kho¸ K ng¾t. + K ®ãng Þ US ®­îc ®Æt vµo ®Çu cña bé läc. Lý t­ëng th× Ut¶i = US (nÕu bá qua sôt ¸p trªn c¸c van trong bé biÕn ®æi). + K më Þ hë m¹ch gi÷a nguån vµ t¶i, nh­ng vÉn cã dßng It¶i do n¨ng l­îng tÝch luü trong cuén L vµ Lt¶i, dßng ch¹y qua D, do ®ã Ura=Ut¶i’ =0. Nh­ vËy, Ut¶i tb £ US. T­¬ng øng ta cã bé biÕn ®æi h¹ ¸p. §Æc tÝnh truyÒn ®¹t: BiÕn ®æi t¨ng ¸p: S¬ ®å nh­ sau: L1 D1 US Ura Cläc T¶i K §Æc ®iÓm: L1 nèi tiÕp víi t¶i, Kho¸ K m¾c song song víi t¶i. Cuén c¶m L1 kh«ng tham gia vµo qu¸ tr×nh läc gîn sãng mµ chØ cã tô C ®ãng vai trß nµy. + K ®ãng, dßng ®iÖn tõ +US qua L1 ® K ® -US. Khi ®ã D t¾t v× trªn tô cã UC (®· ®­îc tÝch ®iÖn tr­íc ®ã). + K ng¾t, dßng ®iÖn ch¹y tõ +US qua L1 ® D ® T¶i. V× tõ th«ng trong L1 kh«ng gi¶m tøc thêi vÒ kh«ng do ®ã trong L1 xuÊt hiÖn suÊt ®iÖn ®éng tù c¶m eL, cã cïng cùc tÝnh US. Do ®ã tæng ®iÖn ¸p: U=US+eL ® lµm D th«ng ® Ut¶i=US+eL. VËy ta cã bé biÕn ®æi t¨ng ¸p. §Æc tÝnh cña bé biÕn ®æi lµ tiªu thô n¨ng l­îng tõ nguån US ë chÕ ®é liªn tôc vµ n¨ng l­îng truyÒn ra t¶i d­íi d¹ng xung nhän. §Æc tÝnh truyÒn ®¹t: BiÕn ®æi ®¶o cùc: S¬ ®å m¾c nh­ sau: L1 D1 US Ura Cläc T¶i K L1 chØ ®ãng vai trß tÝch luü n¨ng l­îng. C ®ãng vai trß läc. + K ®ãng, trªn L1 cã US, dßng ch¹y tõ +US ® K ® L1 ® -US. N¨ng l­îng tÝch luü trong cuén c¶m L1; ®i-«t D t¾t; Ut¶i=UC, tô C phãng ®iÖn qua t¶i. + K ng¾t, cuén c¶m L1 sinh ra søc ®iÖn ®éng ng­îc chiÒu víi tr­êng hîp ®ãng Þ D th«ng Þ n¨ng l­îng tõ tr­êng n¹p vµ C, tô C tÝch ®iÖn; Ut¶i sÏ ng­îc chiÒu víi US. VËy ®iÖn ¸p ra trªn t¶i ®¶o dÊu so víi US. Gi¸ trÞ tuyÖt ®èi |Ut¶i| cã thÓ lín h¬n hay nhá h¬n US. BiÕn ®æi c«ng suÊt lín theo nguyªn lý nhiÒu nhÞp: §Æc ®iÓm: M¾c song song n bé biÕn ®æi riªng lµm viÖc cïng mét t¶i vµ nguån US. §Ó gi¶m ®é gîn sãng cña It¶i vµ Ut¶i , c¸c kho¸ K1, K2, K3, ¼ lµm viÖc lÖch pha nhau mét gãc 2p/n. Khi ®ã mçi bé biÕn ®æi chÞu dßng ®iÖn It¶i/n ; tÇn sè lµm viÖc f=fS/n. Cã thÓ lµm viÖc ë hai chÕ ®é : lÇn l­ît vµ ®ång thêi. NhËn xÐt: C¸c bé biÕn ®æi (3 & 4) cã ­u ®iÓm ë chç lµ cho phÐp nhËn ®­îc ®iÖn ¸p ra t¶i Ut¶i cao h¬n ®iÖn ¸p nguån cung cÊp US, song chóng chØ thÝch hîp víi d¶i c«ng suÊt nhá nªn Ýt th«ng dông. Mét sè s¬ ®å b¨m xung ¸p Thùc tÕ cã rÊt nhiÒu s¬ ®å b¨m xung ¸p mét chiÒu víi nhiÒu ®Æc ®iÓm kh¸c nhau tuú môc ®Ých sö dông, song chóng ®Òu lµm viÖc dùa trªn nh÷ng nguyªn lý cña c¸c d¹ng c¬ b¶n nh­ ®· giíi thiÖu ë môc trªn. D­íi ®©y xin giíi thiÖu hai s¬ ®å b¨m xung ¸p: Mét lo¹i cho phÐp t¸i sinh n¨ng l­îng vµ cho dßng t¶i liªn tôc. Mét lo¹i cho phÐp ®¶o chiÒu dßng t¶i, thùc hiÖn ®­îc h·m t¸i sinh n¨ng l­îng vµ cã thÓ ¸p dông ®­îc nhiÒu chÕ ®é ®iÒu khiÓn kh¸c nhau. S¬ ®å b¨m xung ¸p lo¹i B. S¬ ®å nguyªn lý cña bé b¨m xung ¸p lo¹i nµy nh­ sau: L1 · · · · · · · R E D2 D1 S1 S2 id ud US C · · Gi¶i thÝch: + S1, S2 lµ lo¹i ®iÒu khiÓn hoµn toµn. + T¶i cña bé b¨m xung ¸p lµ ®éng c¬ kÝch tõ nèi tiÕp cã thÓ thay thÕ b»ng R-L-E; trong ®ã E lµ søc ph¶n ®iÖn ®éng cña ®éng c¬. + D1lµ Diod hoµn n¨ng l­îng ;D2 lµ diod cã t¸c dông tr¶ n¨ng l­îng t¸i sinh cho nguån. 1.1. Ho¹t ®éng cña s¬ ®å : §Ó chiÒu dßng ®iÖn t¶i nh­ h×nh vÏ ta cho S1 ho¹t ®éng nh­ mét kho¸ ®ãng c¾t ;cßn S2 kh«ng lµm viÖc .Khi S1 më dßng ®iÖn tõ nguån ch¶y qua S1 qua t¶i vµ trë vÒ ©m nguån .Khi S1 kho¸ dßng t¶I ®­îc khÐp m¹ch qua ®iod D1 ®¶m b¶o dßng t¶I lµ liªn tôc ngay c¶ khi S1 kho¸ . §Ó ®¶o chiÒu dßng ®iÖn phÇn øng ®éng c¬ (dßng id) ta cho S2 vµ D2 vµo vËn hµnh cßn S1 ng¾t. Khi ®ã ,do qu¸n tÝnh ®éng c¬ vÉn quay theo chiÒu cò mÆc dï bÞ ng¾t ra khái nguån ® E > 0. Lóc nµy m¹ch t¶i chØ cã nguån duy nhÊt E khÐp m¹ch qua S2 ® xuÊt hiÖn dßng ®iÖn ch¹y ng­îc l¹i chiÒu ban ®Çu .C«ng suÊt ®iÖn tõ cña ®éng c¬ lµ:P®t= Id.E > 0. C«ng suÊt lóc nµy ®­îc tÝch luü trong cuén c¶m L. Khi S2 ng¾t, trªn ®iÖn c¶m L sinh ra søc ®iÖn ®éng tù c¶m (DUL) cïng chiÒu víi E.Tæng hai søc ®iÖn ®éng nµy lín h¬n ®iÖn ¸p nguån US lµm D2 dÉn ng­îc dßng vÒ nguån vµ tr¶ l¹i phÇn n¨ng l­îng ®· tÝch luü trong cuén c¶m L. §Ó ®¶m b¶o S2 dÉn dßng ®iÖn ng­îc ngay khi dßng thuËn qua D1 t¾t ta ph¸t xung vµo më S2 ®ång thêi víi viÖc ph¸t xung kho¸ S1. Sau ®©y lµ biÓu ®å d¹ng sãng m« t¶ ho¹t ®éng cña s¬ ®å: i®k1 i®k2 ud id US iD1 iD2 iS Ud Id BiÓu ®å d¹ng sãng dßng, ¸p Tõ biÓu ®å d¹ng sãng ta cã nhËn xÐt : + Dßng qua phÇn øng ®éng c¬ lµ liªn tôc nÕu ta ®¶m b¶o S2 dÉn tr­íc hoÆc ngay sau khi dßng qua D1 t¾t. + Dßng ®iÖn qua phÇn øng ®éng c¬ cã phÇn ©m nªn gi¸ trÞ trung b×nh cña nã cã thÓ nhá bÊt kú ,thËm chÝ b»ng 0 hoÆc ©m .§iÒu nµy cã thÓ ®iÒu khiÓn ®­îc b»ng c¸ch thay ®æi thêi gian dÉn cña S1 vµ S2. NhËn xÐt: ¦u ®iÓm cña s¬ ®å nµy lµ: + Dßng qua t¶i lu«n lµ liªn tôc,do ®ã t¹o ®iÒu kiÖn tèt cho ®éng c¬ ho¹t ®éng ªm. + Cã thÓ thùc hiÖn ®­îc qu¸ tr×nh t¸i sinh n¨ng l­îng. 1.2. C¸c biÓu thøc cã liªn quan: V× t¶i lµ ®éng c¬ ®iÖn mét chiÒu nªn ta cã thÓ thay thÕ b»ng t¶i R-L-E, trong ®ã: E: Søc ph¶n ®iÖn ®éng cña ®éng c¬ R: §iÖn trë d©y quÊn cña ®éng c¬ L: §iÖn c¶m d©y quÊn cña ®éng c¬ a. X¸c ®Þnh Imax vµ Imin : Khi H ®ãng m¹ch (t­¬ng ®­¬ng víi viÖc më S1) ta cã : ; víi Sö dông ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi Laplace ta ®­îc: Khi míi b¾t ®Çu cho bé biÕn ®æi lµm viÖc th× Id=0. Nh­ng sau mét vµi chu kú, dßng Id sÏ biÕn ®éng vµ x¸c lËp gi÷a hai gi¸ trÞ Imax vµ Imin ( Do D1 & D2 dÉn khi S1 kho¸). Do ®ã Id(0)=Imin . Thay vµo ph­¬ng tr×nh trªn ta ®­îc: Tra b¶ng gèc ¶nh ta t×m ®­îc: Khi m¹ch hë ( t­¬ng ®­¬ng víi viÖc kho¸ S1 më S2). Ta cã ph­¬ng tr×nh trong giai ®o¹n D1 dÉn : (V× tÇn sè ®ãng c¾t cao nªn coi nh­ E kh«ng ®æi trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña bé b¨m xung ) T­¬ng tù nh­ vËy ta t×m ®­îc nghiÖm VËn dông c¸c s¬ kiÖn : t=eT Þ Id=Imax t=T Þ Imin=Id Trong ®ã: b. X¸c ®Þnh ®iÖn ¸p trung b×nh trªn t¶i : Tõ biÓu ®å d¹ng sãng cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn t¶i, ta cã: c. Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng t¶i : Tõ ph­¬ng tr×nh cña m¹ch t¶i ta cã: d. §é nhÊp nh« cña dßng ®iÖn t¶i : Ta cã: (Khi lÊy gi¸ trÞ xÊp xØ nh­ trªn ta coi R=0) Tõ biÓu thøc võa tÝnh ®­îc ta thÊy r»ng :Khi T=const th× ®é nhÊp nh« DId lµ hµm cña tû sè chu kú e .Tõ ®ã ta cã ; Cho Do ®ã DIdmax= VËy muèn cho dßng ®iÖn t¶i Ýt nhÊp nh«,cÇn t¨ng tÇn sè b¨m f hoÆc t¨ng ®iÖn c¶m L(b»ng c¸ch nèi thªm 1 ®iÖn c¶m nèi tiÕp víi phÇn øng ®éng c¬). e. Gi¸ trÞ trung b×nh dßng qua van: Ta cã : f. Gi¸ trÞ trung b×nh qua diod : S¬ ®å b¨m xung ¸p cã ®¶o chiÒu (lo¹i B kÐp). S¬ ®å nguyªn lý cña s¬ ®å: · · · · L1 · R E id · · · · D1 D4 S1 S4 ud US · C · · · D2 D3 S2 S3 · S1,S2,S3,S4:Lµ c¸c van ®iÒu khiÓn hoµn toµn TruyÒn ®éng trong giao th«ng còng ®ßi hái ph¶i ®æi chiÒu quay. S¬ ®å trªn cho phÐp ®iÒu chØnh tèc ®é quay vµ ®¶o chiÒu quay mét c¸ch linh ho¹t ,®Æc tÝnh lµm viÖc cña ®éng c¬ cã thÓ ë c¶ 4 gãc phÇn t­. S¬ ®å cã thÓ cã nhiÒu chÕ ®é ®iÒu khiÓn,d­íi ®©y ta sÏ giíi thiÖu hai chÕ ®é ®iÒu khiÓn th­êng gÆp. 2.1. §iÒu khiÓn ®èi xøng : 1. Ho¹t ®éng: Trong chÕ ®é ®iÒu khiÓn ®èi xøng th× c¶ 4 van S1¸S4 ®Òu ho¹t ®éng. Gi¶ thiÕt S2 vµ S4 ®ang dÉn dßng t¶i ch¶y qua (theo chiÒu tõ B ® A). - T¹i thêi ®iÓm t=0 ®­a xung më S1 vµ S3. V× tr­íc thêi ®IÓm ph¸t xung mét kho¶nh kh¾c th× iS2=IS4>>0 nªn ®Õn q=0, muèn kho¸ S2 & S4 ta cÇn kho¸ c­ìng bøc b»ng c¸ch ph¸t xung ©m vµo cùc ®iÒu khiÓn .Khi ®· kho¸ S2 & S4 ,dßng t¶i id = Imin kh«ng thÓ ®¶o chiÒu ngay lËp tøc do t¶i ®iÖn c¶m .Nã tiÕp tôc duy tr× theo chiÒu cò theo m¹ch D1 – E – D3 ¾ t¶i –D1 vµ suy gi¶m dÇn . Khi ®ã D1 & D3 dÉn dßng . - §Õn t=t1 : Khi dßng qua D1 vµ D3 suy gi¶m vÒ 0 th× S1 vµ S3 sÏ dÉn nÕu vÉn cßn tiÕp tôc duy tr× xung ®iÒu khiÓn .Dßng t¶i ®æi chiÒu vµ t¨ng tr­ëng dÇn theo chiÒu tõ A® B. - §Õn t=t2 ta l¹i cho më S2 & S4 ®ång thêi kho¸ S1 vµ S3.Dßng t¶i l¹i tiÕp tôc duy tr× theo chiÒu cò v× D2 vµ D4 ®ang dÉn, S2 vµ S4 sÏ dÉn dßng khi nã b¾t ®Çu b»ng 0 vµ ®æi chiÒu DiÔn biÕn ho¹t ®éng cña s¬ ®å ®­îc m« t¶ theo biÓu ®å d¹ng sãng nh­ sau: US i®k1 i®k2 ud -US uS1, iS1 iS uD1, iD1 BiÓu ®å d¹ng sãng dßng, ¸p trªn c¸c phÇn tö 2. TÝnh c¸c biÓu thøc cã liªn quan: a. T×m biÓu thøc cña dßng t¶i : Khi (D1, D3) & (S1, S3) dÉn : Trong giai ®o¹n nµy ®iÖn ¸p trªn t¶I lµ UT=US ,do ®ã ph­¬ng tr×nh m¹ch t¶I sÏ lµ: Gi¶i t­¬ng tù nh­ ë s¬ ®å 1 ( b¨m lo¹i A) ta cã: Khi (D2, D4) vµ ( S2, S4) dÉn th× : Ud = - US ,do ®ã ph­¬ng tr×nh m¹ch t¶i sÏ lµ: VËy Ta còng t×m ®­îc: Víi (Tû sè chu kú ) Tõ biÓu ®å d¹ng sãng cña dßng /¸p t¶i ta cã: b. Gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p trªn t¶i: VËy nÕu ta thay ®æi ®­îc e ta sÏ ®iÒu chØnh ®­îc Ud . Cô thÓ : e=0,5® Ud=0Þ§éng c¬ ®­îc ®Æt ®iÖn ¸p e>0,5® Ud>0Þ§éng c¬ quay thuËn. e<0,5® Ud<0Þ§éng c¬ quay ng­îc. c. Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng qua diod D1 vµ D3 : d. Gi¸ trÞ trung b×nh dßng qua van : Gi¸ trÞ trung b×nh dßng t¶i : §é ®Ëp m¹ch dßng t¶i: VËy : 2.2. §iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng : Trong chÕ ®é ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng ta cho bé biÕn ®æi lµm viÖc nh­ sau : + Muèn ®éng c¬ quay thuËn :Cho S1 , S4 ®ãng më lu©n phiªn 1 c¸ch chu kú ; cßn S3 lu«n dÉn dßng t¶i ; S2 cho nghØ lµm viÖc . Khi ®ã ta cã m¹ch t­¬ng t­¬ng nh­ sau : · · · · L1 · R E id · · · · D1 D4 S1 S4 ud US · C · · · D2 D3 S2 S3 · · · · · M¹ch trªn gièng nh­ m¹ch ®· ph©n tÝch ë s¬ ®å 1 . Ho¹t ®éng gièng nh­ ®· ph©n tÝch ë s¬ ®å 1 .Theo trªn ®iÖn ¸p trung b×nh trªn t¶i lµ: Ud=eUS , do 0<e<1 nªn ®éng c¬ quay theo chiÒu thuËn . + Khi muèn ®¶o chiÒu quay ,cho ®éng c¬ quay theo chiÒu ng­îc l¹I .Ta cho S1 nghØ lµm viÖc hoµn toµn ;®ång thêi cho S2 vµ S3 ®ãng më lu©n phiªn nhau ;cßn S4 cho dÉn hoµn toµn Khi ®ã ta cã s¬ ®å lóc lµm viÖc nh­ sau : · · · · L1 · R E id · · · · D1 D4 S1 S4 ud US · C · · · D2 D3 S2 S3 · · · · · Trong tr­êng hîp nµy ,gi¸ trÞ trung b×nh ®iÖn ¸p ®Æt lªn t¶i lµ Ud=-eUS <0 Þ §éng c¬ quay ng­îc. NhËn xÐt: So víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®èi xøng th× ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn kh«ng ®èi xøng cã nh÷ng ­u ®iÓm sau: + §iÖn ¸p ra t¶i chØ cã 1 dÊu ë chiÒu x¸c ®Þnh. + Cho phÐp gi¶m ®é ®Ëp m¹ch dßng ®iÖn 2 lÇn so víi ph­¬ng ph¸p ®iÒu khiÓn ®èi xøng. + MÆt kh¸c nã còng cho phÐp lµm viÖc ë c¸c chÕ ®é sau: eUS> E ® §éng c¬ nhËn n¨ng l­îng . eUS < E ® §éng c¬ ph¸t n¨ng l­îng. -eUS < 0 ® §éng c¬ bÞ ®¶o chiÒu quay. Nh­ng ph­¬ng ph¸p nµy cã nh­îc ®iÓm lµ m¹ch ®iÒu khiÓn phøc t¹p h¬n. Trong qu¸ tr×nh quay theo mét chiÒu x¸c ®Þnh nµo ®ã 1 van lu«n ë tr¹ng th¸i dÉn b·o hoµ Þ G©y ra tæn hao dÉn lín (nÕu lµ Transistor) . ë trªn, chØ nªu nguyªn lý ho¹t ®éng cña c¸c s¬ ®å b¨m xung víi viÖc chØ coi c¸c van lµ c¸c kho¸ ®ãng c¾t ®¬n thuÇn. Trong thùc tÕ, ®Ó phï hîp víi yªu cÇu c«ng nghÖ ta sö dông Transistor v× nh÷ng ­u ®iÓm sau: + Cã thÓ sö dông víi tÇn sè ®ãng c¾t cao. + §iÒu khiÓn ®­îc hoµn toµn, kh«ng cÇn thªm c¸c m¹ch phô trî cho viÖc kho¸ c­ìng bøc nh­ ë thyristor. + ThÝch hîp víi c«ng suÊt nhá... S¬ ®å m¹ch lùc khi dïng transistor nh­ sau: T4 T1 +V D3 D4 D2 D1 T3 T2 · · · · C Ch­¬ng III ThiÕt kÕ m¹ch lùc Chän van m¹ch lùc. Chän ®éng c¬: P®m=1kW; U®m=48V; Rw= 0,2W; Lw= 0,1mH; h=83%. Víi tÇn sè lµm viÖc th«ng th­êng lµ f=400Hz Þ T=2.5 ms. Tõ c¸c th«ng sè trªn ta tÝnh ®­îc: Ew®m= Udm- Rw.I®m=48 - 0,2 ´ 24,5 = 43V. ViÖc chän van b¸n dÉn m¹ch lùc ®­îc chän theo c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña van. Hai th«ng sè c¬ b¶n ®Ó chän van lµ: + Gi¸ trÞ dßng trung b×nh lín nhÊt cña van (Itb max); ®©y lµ gi¸ trÞ dßng lín nhÊt mµ van cã thÓ chÞu ®­îc øng víi chÕ ®é lµm m¸t tèt nhÊt cho van (chÕ ®é lý t­ëng). Trong thùc tÕ, kh«ng ®¹t ®­îc ®iÒu kiÖn lµm m¸t lý t­ëng nªn viÖc sö dông van kh«ng ®­îc qu¸ gi¸ trÞ nµy. + Gi¸ trÞ biªn ®é ®iÖn ¸p ng­îc lín nhÊt cho phÐp ®Æt lªn van (Ung­îc max ); nÕu v­ît qu¸ gi¸ trÞ nµy th× van bÞ chäc thñng. Nh­ ®· ®Ò cËp ë phÇn tr­íc, ta dïng c¸c van b¸n dÉn lµ c¸c tranzito c«ng suÊt; tøc lµ c¸c van ®iÒu kiÓn hoµn toµn. XuÊt ph¸t tõ ®Æc ®iÓm c«ng nghÖ, ta chän ®iÒu kiÖn lµm m¸t lµ lµm m¸t c­ìng bøc b»ng qu¹t giã, víi c¸c c¬ cÊu: Van + c¸nh t¶n nhiÖt chuÈn + tèc ®é giã (12 m/s). V× vËy: Itb van thùc= (0,4 ¸ 0,5) Itb van max. Chän tranzito c«ng suÊt (T1 ¸ T4). Tõ biÓu thøc dßng trung b×nh qua van x¸c ®Þnh ë trªn, ta cã: Itb Van = IT = e.Id Þ Itb van max thùc = Id max = Þ Tõ biÓu ®å d¹ng sãng ®iÖn ¸p ®Æt trªn van, ta thÊy ®iÖn ¸p ng­îc lín nhÊt ®Æt lªn van lµ US; tøc lµ : Ung van max = US = 48V. Tõ kÕt qu¶ hai th«ng sè tÝnh to¸n ®­îc ë trªn ta chän lo¹i tranzito c«ng suÊt lo¹i BUT 90 cã c¸c th«ng sè sau: M· hiÖu UCE ,V UCE0 , V UCE..sat , V IC, A IB , A toff, ms ton, ms ts, ms Pm, W BUT 90 200 125 1,2 50 7 0,4 1,2 1.5 250 Chän c¸c ®i-ot (D1 ¸ D4). BiÓu thøc dßng trung b×nh qua c¸c ®i-èt lµ: ID = Id.(1-e) Þ ID max thùc = Id max = 25A. Còng tõ ®å thÞ d¹ng sãng cña diode ta thÊy r»ng ®iÖn ¸p ng­îc lín nhÊt ®Æt lªn c¸c diode lµ: 48V. VËy ta chän lo¹i BYT30 do h·ng Thomson chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè: M· hiÖu Itb , A Umax , V BYT 30 30 200 ¸ 1000 ThiÕt kÕ m¹ch trî gióp. Thùc tÕ lµ tæn hao chuyÓn m¹ch cña tranzitor c«ng suÊt lín h¬n rÊt nhiÒu so víi tr­êng hîp nã lµm viÖc víi t¶i x¸c ®Þnh. MÆt kh¸c, so víi tiristor kh¶ n¨ng chÞu qu¸ t¶i cña tranzitor kÐm h¬n. Trong tr­êng hîp cô thÓ lµ tranzitor ph¶i lµm viÖc nh­ mét kho¸ ®iÖn tö ®ãng c¾t m¹ch ®iÖn víi tÇn sè ®ãng c¾t lín, th× tæn thÊt n¨ng l­îng khi chuyÓn tr¹ng th¸i lµ ®¸ng kÓ, v× n¨ng l­îng tæn thÊt tØ lÖ víi tÇn sè ho¹t ®éng cña Tranzitor. V× vËy, ®Ó gi¶m nhá tæn thÊt khi chuyÓn m¹ch vµ tr¸nh cho tranzitor lµm viÖc qu¸ nÆng nÒ th× ng­êi ta sö dông thªm c¸c m¹ch ”trî gióp”. C¸c phÇn tö chñ yÕu cña m¹ch trî gióp lµ L2 vµ C2 . Chøc n¨ng cña L2 lµ h¹n chÕ sù t¨ng cña ic trong qu¸ tr×nh tranzitor ®ãng m¹ch, cßn tô ®iÖn C2 cã t¸c dông lµm chËm sù t¨ng cña VCC trong qu¸ tr×nh tranzitor c¾t m¹ch. S¬ ®å m¹ch trî gióp nh­ sau: R1 1k D2 DIODE D1 DIODE R2 1k L1 1uH Q1 NPN C1 1uF T¶i c¶m Khi biÓu diÔn m¹ch lùc trªn s¬ ®å nguyªn lý ta kh«ng ®­a thªm c¸c m¹ch trî gióp vµo nh»m ®¬n gi¶n ho¸ m¹ch nh­ng thùc tÕ mçi tranzitor sö dông ®Òu thiÕt kÕ m¹ch trî gióp ®i kÌm. Ch­¬ng iV ThiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn I,C¸c khèi c¬ b¶n cña m¹ch ®iÒu khiÓn 1. M¹ch t¹o dao ®éng: +12V 1 Gnd 2 Trg 3 Out 4 Rst 5 Ctl 6 Thr 7 Dis 8 Vcc 555 + CT .067uF + C1 .01uF RA 52k RB 0.4k R1 2k Bé t¹o dao ®éng Timer555 §Ó t¹o ®­îc xung vu«ng víi tÇn sç 400Hz ta sö dông vi m¹ch t¹o dao ®éng Timer555 víi c¸c th«ng sè cho nh­ trªn: Vcc R1 R2 C 6,2 S¬ ®å thay thÕ cña vi m¹ch nh­ sau: :Tr¹ng th¸i (møc logic)dÇu ra t¹i thêi ®iÓm t,lµ ®Çu ra ®¶o cña FF trong vi m¹ch Nguyªn lý ho¹t ®éng: Khi =1 th× Transistor dÉn b·o hoµ ,tô dÉn ®iÖn qua Transistor nªn ®iÖn ¸p trªn tô Uc gi¶m Khi tô Uc gi¶m tíi Uc= th× =0. U t1 t2 T t t BiÓu ®å d¹ng sãng cña Timer555 ë chÕ ®é ®a hµi phiÕm ®Þnh Khi Uc t¨ng tíi Uc= th× =1 Transistor l¹i dÉn b·o hoµ. Kho¶ng thêi gian t1 phô thuéc vµo tn¹p,víi tn¹p=(R1+R2)C Kho¶ng thêi gian t2 phô thuéc vµo tphãng ,víi tphãng=R2C Qua tÝnh to¸n ta ®­îc t1=(R1+R2)Cln2 t2= R2Cln2 Chän C=0,067mF;R2=0,4kW ÞR1=52kW;ta sÏ ®­îc tÇn sè dao ®éng cña Timer lµ f=400Hz 2. M¹ch t¹o xung r¨ng c­a: Bé t¹o xung r¨ng c­a ZY18 +V 15V PNP 1k 0.6k C2 0.8uF Q1 MSD601-ST1 T1 T2 Ta sö dông m¹ch nh­ sau: Víi c¸c th«ng sè ®­îc chän nh­ sau: Transistor: Chän lo¹i NPN:MSD601_ST1 Diod Zener DZ: Chän lo¹i ZY18; Zener Silic ; Uz=18V;P=2W Trong s¬ ®å nµy th× T1 ,Dz R t¹o ra nguån dßng vµ nguån dßng nµy ®­îc n¹p cho tô C I= Trong ®ã: Uz:§iÖn ¸p æn ®Þnh cña Diod Zener Dz. b:HÖ sè khuyÕch ®¹i cña Transistor T1. Nguyªn lý ho¹t ®éng: -Khi T2 bÞ kho¸ (Kh«ng cã ®iÖn ¸p ®Æt vµo cùc gèc):Tô C ®­îc n¹p ®iÖn Uc= ®iÖn ¸p ®ång bé r¨ng c­a tuyÕn tÝnh víi thêi gian -Khi T2 th«ng (Cã ®iÖn ¸p ®Æt vµo cùc gèc):Lóc nµy tô C phãng ®iÖn qua T2 nªn Uc nhanh chãng gi¶m vÒ 0 (Coi R@0) 3. Kh©u khuyÕch ®¹i : +V 15V + TL084 +V -15V R1 R2 Uvµo Ura Bé khuÕch ®¹i Sö dông khuyÕch thuËt to¸n kh«ng ®¶o TL084 víi s¬ ®å nh­ sau: Víi khuyÕch thuËt to¸n trªn ta dÔ dµng tÝnh ®­îc hÖ sè khuyÕch ®¹i cña m¹ch K= Thay ®æi c¸c th«ng sè R1 vµ R2 cña m¹ch ta sÏ cã t­¬ng øng víi 1 ®iÖn ¸p ®Çu vµo sÏ cã mét ®iÖn ¸p ®Çu ra cã ®é lín gÊp K (tuú ý)lÇn ®iÖn ¸p ®Çu vµo . 4. Kh©u so s¸nh : Ta sö dông vi m¹ch LMC6762A/NS víi s¬ ®å nh­ sau: +V -10V +V 10V Rvar +V -15V +V 15V LMC6762A/NS Urc Ura M¹ch so s¸nh lµ m¹ch b¸o hiÖu sù b»ng nhau gi÷a ®iÖn ¸p cÇn so s¸nh Uv vµ ®iÖn ¸p chuÈn Uref . §Çu ra cña m¹ch so s¸nh lµ møc logic cao hoÆc thÊp (®iÖn ¸p ra d¹ng xung vu«ng cã ®é lín phô thuéc vµo ®iÖn ¸p b·o hoµ cña vi m¹ch so s¸nh vµ cã ®é rçng xung phô thuéc vµo ®iÖn ¸p chuÈn), Nguyªn lý ho¹t ®éng: Uv + - +Vcc -Vcc Ur Uref +Ubh Uv Ur +Ubh -Ubh Uref -Khi Uv>Uref th× Ur=UbhVcc -Khi Uv<Uref th× Ur=-Ubh-Vcc 5. M¹ch ph¶n håi d­¬ng dßng ®iÖn vµ ph¶n håi ©m tèc ®é : -§Ó ph¶n håi d­¬ng dßng ®iÖn: Ta dïng Sensor dßng S1 ®Ó nhËn biÕt dßng ®iÖn phÇn øng cña ®éng c¬ ,sau ®ã cho qua bé khuyÕch ®¹i víi hÖ sè K .M¹ch sÏ ph¶n håi d­¬ng dßng ®iÖn vÒ bé ®iÒu chØnh dßng ®iÖn R(I). - §Ó ph¶n håi ©m tèc ®é: Ta sö dông m¸y ph¸t tèc nèi cïng trôc víi trôc ®éng c¬ ,®iÖn ¸p ®Çu ra cña m¸y ph¸t tèc tû lÖ víi tèc ®é theo biÓu thøc sau:U=g.w vµ ®­îc ph¶n håi trë l¹i vµo bé ®iÒu chØnh tèc ®é. + Khi dïng m¹ch ph¶n håi ©m tèc ®é ®Ó gi¶m sai sè tèc ®é ,tøc lµ lµm t¨ng ®é cøng cña ®Æc tÝnh c¬ nh­ vËy sÏ lµm t¨ng gi¸ trÞ cña dßng ®iÖn ng¾n m¹ch vµ momen ng¾n m¹ch , g©y nguy hiÓm cho ®éng c¬ khi bÞ qu¸ t¶i vµ g©y háng hãc cho c¸c bé phËn truyÓn lùc . + §Ó gi¶i quyÕt m©u thuÉn gi÷a yªu cÇu vÒ æn ®Þnh tèc ®é vµ yªu cÇu vÒ h¹n chÕ dßng ®iÖn ng­êi ta th­êng dïng ph­¬ng ph¸p ph©n vïng t¸c dông .Trong vïng biÕn thiªn cho phÐp cña m«men vµ dßng ®iÖn phÇn øng ®Æc tÝnh c¬ cÇn cã ®é cøng thÝch hîp ®Ó ®¶m b¶o sai sè lµ nhá. + Khi dßng ®iÖn vµ momen qu¸ ph¹m vi cho phÐp nµy th× ta ph¶i gi¶m m¹nh ®é cøng c¬ cña ®Æc tÝnh c¬ ®Ó h¹n chÕ dßng ®iÖn . + MÆt kh¸c ,trong qu¸ tr×nh khëi ®éng ,h·m ,®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ th­êng cã yªu cÇu gi÷ cho gia tèc kh«ng ®æi ®Ó ®¹t ®­îc tèi ­u vÒ thêi gian qu¸ ®é cÇn cã ®o¹n ®Æc tÝnh c¬ cã ®é cøng b»ng kh«ng. + Nh­ vËy c¸c m¹ch vßng ®iÒu chØnh ®­îc nèi theo cÊp ®éc lËp víi nhau ,viÖc ph©n vïng t¸c dông gi÷a æn ®Þnh tèc ®é vµ h¹n chÕ dßng ®iÖn . + §iÖn ¸p ®Çu ra cña bé R(w) lµ ®iÖn ¸p ®Æt dßng ®iÖn phÇn øng Ui ®Æt . + Bé ®iÒu chØnh dßng R(I) cã nhiÖm vô duy tr× dßng phÇn øng lu«n b»ng gi¸ trÞ Ui ®Æt. 6. Mét sè m¹ch phô trî kh¸c: a. M¹ch lÆp : Sö dông khuyÕch thuËt to¸n kh«ng ®¶o TL084 víi s¬ ®å nh­ sau: M¹ch lÆp Cã chøc n¨ng c¸ch ly vÒ ®iÖn ®èi víi Transistor nh»m b¶o vÖ Transistor. b. Vi m¹ch NAND: Sö dông vi m¹ch 4093 hä CMOS. §©y lµ m¹ch Vµ ®¶o ,®Çu ra cña m¹ch cã møc logic cao nÕu mäi ®Çu vµo cña m¹ch ®Òu cã møc logic cao c. Trig¬ lo¹i JK: Trig¬ JK Cã 2 ®Çu vµo, 2 ®Çu ra . Nh­ vËy ta cã s¬ ®å cÊu tróc cña m¹ch ®iÒu khiÓn ë trang bªn: FT (+) + VCC 2RTr R(I) R(w) & T3 T2 T4 T1 & K · · · D § SS RC SS · T3 T2 D3 D2 · · · · C · · · US ud T4 T1 D4 D1 · · · · id E · · 1RTr (-) S¬ ®å khèi tæng qu¸t cña m¹ch ®iÒu khiÓn D T N S J CP K R Q _ Q T3 T4 NPN NPN 1RTr 2RTr II. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña m¹ch ®iÒu khiÓn - Sensor dßng S2 ®­îc g¾n ®Ó ®o dßng cña m¸y ph¸t tèc cho ta tÝn hiÖu dßng ®iÖn tû lÖ víi tèc ®é ®éng c¬ ,khi ®éng c¬ cã tèc ®é nhá th× S2 cã tÝn hiÖu ra lµ tÝn hiÖu D . - Ban ®Çu khi më m¸y ,ng­êi vËn hµnh ®Æt tèc ®é cho ®éng c¬ lµ Uw®, sau ®ã Ên nót më m¸y T, khi ®ã ®Çu vµo J=1 nªn ®Çu ra thuËn T=1 lµm cho R¬le trung gian 1RTr t¸c ®éng-> tiÕp ®iÓm th­êng më 1RTr ®ãng vµo lµm cho ®iÖn ¸p®iÒu khiÓn U®k ®­îc ®­a vµo bé so s¸nh lµ ±15V .Lóc ®ã khi U=15V th× T1 th«ng ,T4 kho¸ vµ khi U=-15V th× T1 kho¸ T4 th«ng ,nh­ vËy T3 lu«n th«ng T1 vµ T4 thay nhau th«ng nªn ®éng c¬ ®­îc ®Æt ®iÖn ¸p thuËn vµ quay thuËn . - Khi muèn ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ,ng­êi vËn hµnh thay ®æi l¹i Uw® b»ng c¸ch ®iÒu chØnh l¹i gi¸ trÞ cña U®k tøc lµ lµm thay ®æi nªn U= thay ®æi theo, ®iÒu chØnh e tr¬n ®­îc th× ta sÏ cã mét d¶i tèc ®é tr¬n. - Khi muèn ®éng c¬ quay ng­îc (®¶o chiÒu chuyÓn ®éng): Lóc nµy ng­êi vËn hµnh Ên nót më m¸y ng­îc N,tuy nhiªn v× tèc ®é cña ®éng c¬ ®ang lín nªn Sensor dßng S2 ch­a cã gi¸ trÞ tÝn hiÖu ®iÖn ¸p D nªn ®Çu vµo R kh«ng cã tÝn hiÖu .Khi ®ã ng­êi vËn hµnh cÇn ph¶i gi¶m tèc ®é cña ®éng c¬ (Chóng ta cã thÓ kÕt hîp víi hÖ thèng phanh c¬ khÝ) ,khi tèc ®é cña ®éng c¬ gi¶m ®Õn mét ng­ìng nµo ®ã th× chóng ta sÏ cã ®­îc tÝn hiÖu D,lóc nµy ta míi cã thÓ Ên nót N ®Ó nhËn ®­îc tÝn hiÖu K=1 ®Æt vµo Flip-flop lµm N=1,T=0,bé so s¸nh thuËn ®­îc t¸ch ra ®ång thêi bé so s¸nh ng­îc ®­îc ®­a vµo ,lóc nµy T2 vµ T3 thay nhau dÉn cßn T4 lu«n th«ng . Khi tèc ®é ®éng c¬ gi¶m dÇn ,®éng c¬ ®­îc h·m ng­îc. Khi tèc ®é cña ®éng c¬ gi¶m tíi gi¸ trÞ kh«ng th× ®éng c¬ ®­îc khëi ®éng ng­îc vµ b¾t ®Çu quay ng­îc.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế bộ băm xung áp cho động cơ ôtô một chiều với các thông số sau- + P = 1 kW + U = 48 VDC + n = 1000 v-ph.doc