Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều

MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Chương I Tổng quan điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều. I. Điều khiển tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi giá trị điện trở mạch phần ứng. 4 II. Điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi từ thông cuộn dây kích từ. 6 III. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng. 8 IV. Kết luận chọn phương pháp điều khiển. 9 V. Các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng. 9 Chương II Tổng quan bộ chỉnh lưu tĩnh có điều khiển. I. Chỉnh lưu một nửa chu kì có điều khiển 20 II. Chỉnh lưu cả chu kì với biến áp có trung tính 21 III. Chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển 22 IV. Chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển 23 V. Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển đối xứng 25 VI. Chỉnh lưu cầu ba pha điều khiển không đối xứng. 27 VII. Chỉnh lưu tia sáu pha. 28 VIII. Kết luận chọn sơ đồ mạch điều khiển. 30 Chương III Tính chọn mạch động lực. I. Tính chọn Tiristor. 32 II. Tính toán máy biến áp cho bộ chỉnh lưu. 34 III. Thiết kế cuộn kháng lọc. 46 IV. Tính chọn các thiết bị bảo vệ mạch động lực. 56 Chương IV Tính chọn mạch điều khiển I. Lí thuyết mạch điều khiển. 62 II. Cấu trúc mạch điều khiển. 64 III. Thiết kế các khâu trong mạch điều khiển. 65 IV. Tính toán các thông số của mạch điều khiển. 74 Chương V Đánh giá chất lượng của hệ I. Xây dựng đặc tính cơ của hệ hở. 88 II. Dải điều chỉnh của hệ. 90 III. Sai số tĩnh lớn nhất của hệ. 90

doc102 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 2514 | Lượt tải: 9download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
,2.7,7 = 40,04 (cm2) Trong ñoù : ag = a = 5,2 (cm) laø chieàu cao cuûa truï; bg = b = 7,7 (cm) laø chieàu daøy cuûa goâng. 49. Tieát dieän hieäu quaû cuûa goâng : QG = Khq.Qb.g = 0,95.40,04 = 38,04 (cm2) 50. Soá laù theùp duøng trong moät goâng : (laù) 51. Tính chính xaùc maät ñoä töø caûm trong truï : (T) 52. Maät ñoä töø caûm trong goâng : (T) 53. Chieàu roäng cöûa soå : (cm) 54. Khoaûng caùch giöõa hai taâm truïc : (cm) 55. Chieàu roäng maïch töø : (cm) 56. Chieàu cao maïch töø : (cm) L c a c h H b Sô ñoà keát caáu loõi theùp maùy bieán aùp chænh löu. Tính khoái löôïng cuûa saét vaø ñoàng. 57. Theå tích cuûa truï : (cm3) » 1,187 (dm3) 58. Theå tích cuûa goâng : (cm3) » 2,889 (dm3) 59. Khoái löôïng cuûa truï : (kg) Trong ñoù : mFe = 7,85 ( ) laø khoái löôïng rieâng cuûa saét. 60. Khoái löôïng cuûa goâng : (kg) 61. Khoái löôïng cuûa saét : (kg) 62. Theå tích cuûa ñoàng : = 2,959 (dm3) Trong ñoù : S1, S2 laø tieát dieän daây quaán sô caáp vaø thöù caáp; l1, l2 l laø tieát dieän daây quaán sô caáp vaø thöù caáp. 63. Khoái löôïng ñoàng : (kg) Trong ñoù : mCu = 8,9 () laø troïng löôïng rieâng cuûa ñoàng. Tính caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp. 64. Ñieän trôû trong cuûa cuoän sô caáp maùy bieán aùp ôû 75 0C : (W) Trong ñoù : = 0,02133 () laø ñieän trôû suaát cuûa ñoàng ôû 75 0C. 65. Ñieän trôû cuoän daây thöù caáp maùy bieán aùp : (W) 66. Ñieän trôû maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù caáp : (W) 67. Suït aùp treân ñieän trôû maùy bieán aùp : (V) 68. Ñieän khaùng maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù caáp maùy bieán aùp : = = 0,098 (W) Trong ñoù : + W2 = 54(voøng) laø soá voøng daây quaán thöù caáp maùy bieán aùp; + h = 10,4 (cm) laø chieàu cao cöûa soå loõi theùp; + Rbk – baùn kính trong cuûa cuoän thöù caáp maùy bieán aùp : (cm) + a12 = 10 (mm); + Bd1 = 1,94 (cm) = 19,4 (mm); + Bd2 = 1,404 (cm) = 140,4 (mm); 69. Ñieän caûm maùy bieán aùp quy ñoåi veà thöù caáp : (mH) = 0,312 (H) 70. Suït aùp treân ñieän khaùng maùy bieán aùp : (V) 71. Suït aùp treân maùy bieán aùp : (V) 72. Ñieän aùp treân ñoäng cô khi coù goùc môû amin = 100 : (V) 73. Toång trôû ngaén maïch quy ñoåi veà thöù caáp : (W) 74. Toån hao ngaén maïch trong maùy bieán aùp : (W) % 75. Toån hao khoâng taûi coù keå ñeán 15% toån hao phuï : (W) % Trong ñoù : nf = 1,15 laø heä soá keå ñeán 15 % toån hao. 76. Ñieän aùp ngaén maïch taùc duïng : % 77. Ñieän aùp ngaén maïch phaûn khaùng : % 78. Ñieän aùp ngaén maïch phaàn traêm : % 79. Doøng ñieän ngaén maïch xaùc laäp : (A) 80. Doøng ñieän ngaén maïch töùc thôøi cöïc ñaïi : (A) Vaäy ta coù : Imax = 684,22 (A) < Ipik = 4000 (A) Þ ñaûm baûo cho van vaãn laøm vieäc ñöôïc bình thöôøng. 81. Kieåm tra maùy bieán aùp : Kieåm tra maùy bieán aùp coù ñuû ñieän khaùng ñeå haïn cheá toác ñoä bieán thieân cuûa doøng ñieän chuyeån maïch. Þ (A/s) » 0,188 (A!ms) Vaäy : = 0,188 (A/ms) < ()½cp =180 (A/ms) . 82. Hieäu suaát cuûa thieát bò chænh löu : = 95,2 % III. Thieát keá cuoän khaùng loïc. Vôùi caùc boä nguoàn moät chieàu thì ñoä nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp laø chæ tieâu quan troïng nhaát ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng. Ñoái vôùi boä nguoàn moät chieàu duøng chænh löu coù ñieàu khieån thì ñieän aùp ra coù tính chu kì. Ñieän aùp naøy coù theå phaân tích thaønh toång cuûa ñieän aùp khoâng ñoåi vaø caùc ñieän aùp ñieàu hoøa taàn soá cao. Chính vì vaäy, seõ xuaát hieän thaønh phaàn xoay chieàu chaïy trong maïch gaây aûnh höôûng khoâng toát cho thieát bò ñieän moät chieàu. Ñeå haïn cheá aûnh höôûng cuûa thaønh phaàn xoay chieàu thì ta phaûi ñöa vaøo maïch taûi nhöõng boä loïc thaønh phaàn xoay chieàu, thoâng thöôøng laø duøng cuoän ñieän khaùng ñeå loïc thaønh phaàn xoay chieàu. Sau ñaây laø caùc böôùc tính toaùn thieát keá cuoän khaùng loïc : 1. Xaùc ñònh goùc môû cöïc tieåu vaø goùc môû cöïc ñaïi : Choïn goùc môû cöïc tieåu amin =100. Vôùi goùc môû amin laø goùc môû döï tröõ coù theå buø ñöôïc söï suy giaûm ñieän aùp löôùi. - Khi goùc môû nhoû nhaát a = amin thì ñieän aùp treân taûi laø lôùn nhaát : Udmax = Udo.cosamin = Udñm ; vaø Udmax töông öùng vôùi toác ñoä ñoäng cô laø lôùn nhaát : n = nmax = nñm . - Khi goùc môû lôùn nhaát a = amax thì ñieän aùp treân taûi laø nhoû nhaát : Udmin = Udo.cosamax ; vaø Ud min töông öùng vôùi toác ñoä ñoäng cô nhoû nhaát : n = nmin . Vaäy ta coù ñöôïc : - Tính Ud min : + Toác ñoä goùc ñònh möùc : (rad!s) + Toác ñoä goùc nhoû nhaát : Trong ñoù: Mn min = Mc max = KM.Mñm · Giaû söû cho ñoäng cô laøm vieäc vôùi moâmen caûn lôùn nhaát vaø baèng 2 laàn moâmen ñònh möùc. Ta chon heä soá quaù taûi KM = 2. · Ta coù : (Wb) · Moâmen ñònh möùc : Mñm = (K.Fñm).Iñm = 0,898.62,5 = 56,125 (N.m) · Ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô: Vaäy toác ñoä goùc nhoû nhaát cuûa ñoäng cô laø : (rad!s) + Daûi ñieàu chænh cuûa ñoäng cô laø : + Maët khaùc ta coù : Suy ra : = 21,838 (V) Maø theo treân ta coù : 0 Vaäy : Goùc môû nhoû nhaát laø : amin = 10 0. Goùc môû lôùn nhaát laø : amax = 78,750. 2. Xaùc ñònh caùc thaønh phaàn soùng haøi : Theo lí thuyeát chuoãi Furier thì ñieän aùp chu kì coù theå khai trieån thaønh toång cuûa ñieän aùp moät chieàu vaø caùc thaønh phaàn ñieän aùp ñieàu hoøa coù taàn soá khaùc nhau, coâng thöùc khai trieån nhö sau : Trong ñoù : ao – ñieän aùp cuûa thaønh phaàn moät chieàu; ak, bk – bieân doä ñieän aùp cuûa soùng ñieàu hoøa baäc k; Ñeå thuaän tieän trong vieäc khai trieån chuoãi Furier, ta chuyeån toïa ñoä sang ñieåm O’() (taïi goùc thoâng töï nhieân), khi ñoù ñieän aùp töùc thôøi treân taûi khi Tiristor T1 vaø T4 daãn : ; vôùi . Ñieän aùp töùc thôøi treân taûi Ud laø khoâng hình sin vaø tuaàn hoaøn vôùi chu kì : Trong ñoù : p = 6 laø soá xung ñaäp maïch trong moät chu kì ñieän aùp löôùi cuûa chænh löu caàu ba pha ñieàu khieån ñoái xöùng. Vaäy ta coù : · · Suy ra bieân ñoä cuûa ñieän aùp ñieàu hoøa laø : Trong ñoù : Ta coù : Vaäy : Ý Nhaän xeùt : Vaäy bieân ñoä cuûa caùc thaønh phaàn soùng ñieàu hoøa coù giaù trò thay ñoåi theo goùc ñieàu khieån a, goùc ñieàu khieån caøng lôùn thì soùng haøi caøng taêng. 3. Xaùc ñònh ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc : Töø nhöõng phaân tích ôû treân, ta nhaän thaáy raèng khi goùc môû caøng taêng thì bieân ñoä cuûa soùng haøi caøng lôùn, nghóa laø ñoä ñaäp maïch cuûa ñieän aùp vaø doøng ñieän seõ taêng leân. Chính söï ñaäp maïch ñoù seõ laøm xaáu ñi cheá ñoä chuyeån maïch cuûa vaønh goùp, ñoàng thôøi gaây ra toån hao phuï döôùi daïng nhieät trong ñoäng cô. Ñeå haïn cheá söï ñaäp maïch naøy thì ta phaûi maéc noái tieáp vôùi phaàn öùng cuûa ñoäng cô ñieän moät cuoän khaùng loïc ñuû lôùn ñeå coù IK £ 0,1.Iöñm. Ngoaøi taùc duïng haïn cheá thaønh phaàn soùng haøi baäc cao, thì cuoän khaùng coøn coù taùc duïng haïn cheá vuøng laøm vieäc giaùn ñoaïn. Ta caàn xaùc ñònh giaù trò ñieän khaùng loïc öùng vôùi khi a = amax, vì luùc naøy treân taûi coù soùng haøi baäc cao lôùn nhaát. Ta coù phöông trình caân baèng ñieän aùp : Caân baèng hai veá cuûa phöông trình ta ñöôïc : Vì neân ta coù theå boû qua Vaäy ta coù : (3 - 1) Trong caùc thaønh phaàn xoay chieàu thì thaønh phaàn soùng baäc k = 1 coù möùc ñoä lôùn nhaát, gaàn ñuùng ta coù : Töø bieåu thöùc (1 - 3) ta coù : ; vôùi vaø . Suy ra : Vaäy : Þ Trong ñoù : (V) Vaäy : (H) Ta choïn L = 0,0032 (H) = 3,2 (mH). - Ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc : (mH) Ta choïn : LK = 0,67 (mH). Trong ñoù : + Lö – ñieän caûm maïch phaàn öùng ñoäng cô ñöôïc tính theo coâng thöùc Umaxki – Lindvil ñaõ xaùc ñònh ôû phaàn tính toaùn caùc thoâng soá cô baûn cuûa ñoäng cô, ta coù ñöôïc : Lö = 1,91 (mH). + LBA – ñieän caûm cuûa maùy bieán aùp. 4. Thieát keá keát caáu cuoän khaùng loïc : Caùc thoâng soá ban ñaàu : - Ñieän caûm yeâu caàu cuûa cuoän khaùng loïc : LK = 0,67 (mH); - Doøng ñieän ñònh möùc chaïy qua cuoän khaùng : Im = Iöñm = 62,5 (A); - Bieân ñoä doøng ñieän xoay chieàu baäc 1: I1m = 10%.Iñm = 0,1.62,5 = 6,25 (A). 4.1 . Xaùc ñònh toång trôû cuûa cuoän khaùng : Do ñieän caûm cuûa cuoän khaùng loïc lôùn vaø ñieän trôû cuûa cuoän khaùng loïc laïi beù, neân ta coù theå coi toång trôû cuûa cuoän khaùng xaáp xæ baèng ñieän khaùng. (W). 4.2. Ñieän aùp xoay chieàu rôi treân cuoän khaùng loïc : (V) 4.3. Coâng suaát cuûa cuoän khaùng loïc : (VA) a!2 c a L H h b Keát caáu maïch töø cuoän khaùng loïc. 4.4. Tieát dieän cöïc töø chính cuûa cuoän khaùng : (cm2) Trong ñoù : f’ = 6.f = 6.50 = 300 (Hz); KQ = 5 laø heä soá phuï thuoäc vaøo phöông thöùc laøm maùt baèng khoâng khí töï nhieân. Ta laáy Q = 1,6 (cm2). 4.5. Choïn loaïi theùp : Vôùi tieát dieän truï Q = 1,6 (cm2), ta choïn loaïi theùp 330A, laù theùp daøy 0,35 (mm). Tieát dieän truï Q = a.b = 1,6 (cm2). Choïn Þ b = 1,3.a ; Vaäy ta coù : 1,3.a2 = 1,6 (cm2) Þ a = 1,11 (cm); b = 1,44 (cm). Laáy : a = 1,2 (cm) = 12 (mm); b = 1,4 (cm) = 14 (mm). 4.6. Choïn maät ñoä töø caûm trong truï : BT = 0,8 (T). 4.7. Soá voøng daây cuûa ñieän khaùng : Khi coù thaønh phaàn ñieän xoay chieàu chaïy qua cuoän khaùng thì trong cuoän khaùng xuaát hieän moät söùc ñieän ñoäng EK : Gaàn ñuùng, ta coù theå coi : (V). Vaäy ta coù : (voøng); Laáy W = 32 (voøng). 4.8. Doøng ñieän chaïy qua cuoän khaùng : Doøng ñieän hieäu duïng chaïy qua cuoän khaùng laø : (A) Trong ñoù : I1m = 0,1.Iöñm = 6,25 (A). 4.9. Choïn maät ñoä doøng ñieän qua cuoän khaùng : J = 2,75 (A!mm2). 4.10. Tieát dieän daây quaán cuoän khaùng : (mm2) Choïn daây theo tieâu chuaån, ta choïn daây daãn hình chöõ nhaät, caùch ñieän caáp B, ta choïn SK = 23,6 (mm2). Coù caùc kích thöôùc : aK.bK = 3,28´7,4 (mm´mm). Tính laïi maät ñoä doøng ñieän : (A!mm2) 4.11. Choïn heä soá laáp ñaày : 4.12. Dieän tích cöûa soå : (mm2) = 11,13 (cm2) 4.13. Tính kích thöôùc maïch töø : Choïn Þ h = 3.a = 3.1,2 = 3,6 (cm) = 36 (mm) Vaäy chieàu roäng cöûa soå cöïc töø laø : (cm) = 31 (mm). 4.14. Chieàu cao maïch töø : (cm) = 48 (mm) 4.15. Chieàu daøi maïch töø : (cm) = 86 (mm) 4.16. Choïn khoaûng caùch töø goâng ñeán cuoän daây : hg = 2 (mm) = 0,2 (cm) 4.17. Tính soá voøng daây treân moät lôùp : (voøng) Laáy W1 lôùp = 4 (voøng). 4.18. Tính soá lôùp daây quaán : (lôùp) Vaäy coù 8 lôùp daây, moãi lôùp daây coù 4 voøng daây. 4.19. Choïn khoaûng caùch caùch ñieän giöõa daây quaán vôùi truï : a01 = 3 (mm) Choïn khoaûng caùch caùch ñieän giöõa caùc lôùp daây : cd1 = 0,1 (mm) 4.20. Beà daøy cuoän daây : (mm) 4.21. Toång beà daøy cuoän daây : (mm) 4.22. Chieàu daøi cuûa voøng daây trong cuøng : (mm) 4.23. Chieàu daøi cuûa voøng daây ngoaøi cuøng : (mm) 4.24. Chieàu daøi trung bình cuûa moät voøng daây : (mm) 4.25. Ñieän trôû cuûa daây quaán ôû 75 0C : (W) Vôùi (W.mm2!m) laø ñieän trôû suaát cuûa ñoàng ôû 75 0C. Ta thaáy raèng, giaù trò ñieän trôû cuûa daây quaán cuoän khaùng raát beù neân ta giaû thieát ban ñaàu boû qua giaù trò ñieän trôû cuûa cuoän khaùng laø ñuùng. 4.26. Theå tích saét : (dm3) 4.27. Khoái löôïng saét : (kg) Trong ñoù : mFe – khoái löôïng rieâng cuûa saét, mFe =7,85 (kg!dm3) 4.28. Khoái löôïng ñoàng : (kg) Trong ñoù : mCu = 8,9 (kg!dm3) laø khoái löôïng rieâng cuûa ñoàng. IV. Tính choïn caùc thieát bò baûo veä maïch ñoäng löïc : 1. Baûo veä quaù nhieät cho caùc van baùn daãn : Khi laøm vieäc vôùi doøng ñieän chaïy qua van thì treân van coù suït aùp, do vaäy seõ coù toån hao coâng suaát treân van DP, toån hao naøy sinh ra nhieät ñoát noùng van baùn daãn. Maët khaùc vì van baùn daãn chæ ñöôïc pheùp laøm vieäc döôùi nhieät ñoä cho pheùp Tcp, neáu quaù nhieät ñoä cho pheùp thì van baùn daãn seõ bò phaù hoûng. Ñeå van baùn daãn laøm vieäc an toaøn, khoâng bò choïc thuûng veà nhieät thì ta phaûi tính choïn vaø thieát keá heä thoáng caùnh taûn nhieät ñeå laøm maùt van baùn daãn. - Toån thaát coâng suaát treân moät Tiristor : (W) - Dieän tích beà maët toûa nhieät : (m2) Trong ñoù : DP – toån hao coâng suaát treân van, (W); KM – heä soá toûa nhieät baèng ñoái löu vaø böùc xaï, choïn KM = 8 (W!m2.0C); t - ñoä cheânh nhieät ñoä so vôùi moâi tröôøng. Choïn nhieät ñoä moâi tröôøng Tmt = 40 0C. Nhieät ñoä laøm vieäc cho pheùp cuûa Tiristor laø Tcp = 125 0C. Choïn nhieät ñoä treân caùnh taûn nhieät Tlv = 80 0C. (0C) - Choïn loaïi caùnh taûn nhieät coù 12 caùnh, kích thöôùc cuûa moãi caùnh laø : a´h1 Choïn : a = b =10 (cm) = 100 (mm); h0 = 1 (cm) = 10 (mm); h1 = 8,5 (cm) = 85 (mm); h = 95 (mm); c = 3 (mm); z = 5,8 (mm). (Choïn theo trang taøi lieäu [2] ) Vaäy toång dieän tích taûn nhieät cuûa caùnh laø : (cm2) = 0,204 (m2) Hình daùng vaø kích thöôùc giôùi haïn caùnh taûn nhieät cuûa moät van baùn daãn h z c h1 h0 a b 2. Baûo veä quaù doøng cho van baùn daãn : Aptomat duøng ñeå ñoùng caét maïch ñoäng löïc töï baûo veä maïch ñieän khi quaù taûi vaø ngaén maïch Tiristor, ngaén maïch ñaàu ra cuûa boä bieán ñoåi, ngaén maïch thöù caáp maùy bieán aùp, ngaén maïch ôû cheá ñoä nghòch löu. - Choïn Aptomat coù caùc thoâng soá sau : + Doøng ñieän ñònh möùc : (A) Ta laáy Iñm = 13 (A); + Ñieän aùp ñònh möùc : (V) Aptomat coù 3 tieáp ñieåm chính, coù theå ñoùng caét baèng tay hoaëc baèng nam chaâm ñieän. + Chænh ñònh doøng ñieän ngaén maïch : (A) Choïn Inm = 28 (A) + Chænh ñònh doøng ñieän quaù taûi : (A) - Choïn caàu dao coù doøng ñònh möùc nhö sau : (A) Choïn Iqt = 13 (A) Caàu dao duøng ñeå taïo khe hôû an toaøn khi söõa chöõa heä thoáng truyeàn ñoäng. - Duøng daây chaûy taùc ñoäng nhanh ñeå baûo veä ngaén maïch caùc Tiristor, ngaén maïch ñaàu ra cuûa boä chænh löu vaø ngaén maïch ôû maïch ñieàu khieån môû maùy. + Nhoùm 1CC : Doøng ñieän ñònh möùc daây chaûy nhoùm 1CC : (A) + Nhoùm 2CC: Doøng ñieän ñònh möùc daây chaûy nhoùm 2CC : (A) + Nhoùm 3CC : Doøng ñieän ñònh möùc cuûa daây chaûy nhoùm 3CC : (A) + Nhoùm 4CC : Doøng ñieän ñònh möùc cuûa daây chaûy nhoùm 4CC : (A) Þ Vaäy ta choïn caàu chaûy cuûa caùc nhoùm nhö sau : Nhoùm 1CC loaïi 60 (A); Nhoùm 2CC loaïi 40 (A); Nhoùm 3CC loaïi 70 (A); Nhoùm 4CC loaïi 13 (A). - Choïn coâng taéc tô : Ta duøng moät coâng taéc tô ñeå môû maùy cho ñoäng cô, coù caùc thoâng soá sau : + Doøng ñieän ñònh möùc cuûa coâng taéc tô : (A) Choïn Iñm = 12 (A) + Ñieän aùp ñònh möùc cuûa coâng taéc tô : (V) 3. Baûo veä quaù ñieän aùp cho van : - Baûo veä quaù ñieän aùp do quaù trình ñoùng caét Tiristor ñöôïc thöïc hieän baèng caùch maéc R – C song song vôùi Tiristor. Khi coù söï chuyeån maïch, caùc ñieän tích tích tuï trong lôùp baùn daãn seõ phoùng ra ngoaøi taïo ra doøng ñieän ngöôïc trong khoaûng thôøi gian ngaén. Chính söï bieán thieân nhanh choùng cuûa doøng ñieän ngöôïc seõ gaây ra söùc ñieän ñoäng caûm öùng raát lôùn trong caùc ñieän caûm laøm cho quaù ñieän aùp giöõa Anoát vaø Katoát cuûa Tiristor. Khi coù maïch R – C maéc song song vôùi Tiristor taïo ra maïch voøng phoùng ñieän tích trong quaù trình chuyeån maïch neân Tiristor khoâng bò quaù ñieän aùp. · · R C T Theo kinh nghieäm, thöôøng choïn : R2 = ( 5 ¸ 30 ) (W) C2 = ( 0,25 ¸ 4 ) (mF) Ta choïn : R2 = 5 (W) C2 = 0,25 (mF) - Baûo veä xung ñieän aùp töø löôùi ñieän, ta maïch R – C nhö hình veõ sau : · · · · · C R C R C R Nhôø coù maïch loïc naøy maø ñænh xung ñieän aùp gaàn nhö naèm laïi hoaøn toaøn treân ñieän trôû ñöôøng daây. Trò soá R1, C1 ñöôïc choïn theo kinh nghieäm : R1 = ( 5 ¸ 20 ) (W) C1 = 4 (mF) Ta choïn : R1 = 10 (W) C1 = 4 (mF) CHÖÔNG IV TÍNH CHOÏN MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN. I. Lí thuyeát maïch veà maïch ñieàu khieån : Nhieäm vuï cuûa maïch ñieàu khieån laø nhaèm taïo ra xung ñieàu khieån trong nöûa chu kì döông ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor. 1. Nguyeân taéc ñieàu khieån : Coù hai nguyeân taéc ñieàu khieån Tiristor : - Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng. - Ñieàu khieån theo nguyeân taéc naèm ngang. a. Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng : Ü Ñieàu khieån theo nguyeân taéc thaúng ñöùng tuyeán tính : - Trong vuøng ñieän aùp döông Anoát cuûa Tiristor, ta taïo moät ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán tính theo daïng raêng cöa . - Duøng moät ñieän aùp moät chieàu goïi laø ñeå so saùnh vôùi ñieän aùp töïa noùi treân. Taïi thôøi ñieåm hai ñieän aùp naøy baèng nhau thì cho phaùt xung ñieàu khieån môû Tiristor. U t t t Xñk Xñk URC URC a Uñk Khi ta ñieàu chænh giaù trò töø giaù trò 0 ñeán ñænh ñieän aùp thì giao ñieåm cuûa hai ñöôøng naøy seõ thay ñoåi töông öùng töø ( 0 ¸1800 ). Vaäy goùc môû a cuûa Tiristor phuï thuoäc tuyeán tính vaøo giaù trò . Vì vaäy, trong thöïc teá nguyeân taéc naøy ñöôïc öùng duïng roäng raõi. Ü Ñieàu khieån theo nguyeân taéc cosin : - Caàn taïo moät ñieän aùp hình sin uS leäch pha vôùi ñieän aùp hình sin ôû Anoát cuûa Tiristor moät goùc 900 ñieän. Giaû söû ñieän aùp treân Anoát cuûa Tiristor coù daïng uA = Um.sinwt thì ñieän aùp uS = Um.coswt. - Duøng moät ñieän aùp moät chieàu Uñk coù theå ñieàu chænh giaù trò theo hai chieàu döông vaø aâm. Taïi thôøi ñieåm Uñk = uS thì cho phaùt xung ñieàu khieån. Vaäy khi ta cho thay ñoåi giaù trò ñieän aùp moät chieàu Uñk = - Um ñeán giaù trò Uñk = + Um thì ta coù theå ñieàu chænh ñöôïc goùc môû a töø ( 0 ¸ p ), ta nhaän thaáy goùc a phuï thuoäc phi tuyeán vaøo giaù trò Uñk , vaäy a laø moät haøm theo giaù trò , a = f(Uñk). UA =Um.sinwt uS =Um.coswt U t t t Xñk Xñk a Uñk 2. Ñieàu khieån theo nguyeân taéc naèm ngang : - Duøng maïch L – C ñeå ñeå taïo ra moät ñieän aùp leäch pha so vôùi ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor. Nhôø coù caùc phaàn töû leäch pha L, C seõ taïo ra moät ñieän aùp dòch pha udf leäch pha (cuï theå laø chaäm pha) so vôùi ñieän aùp hình sin ôû Anoát cuûa Tristor moät goùc laø a . Taïi thôøi ñieåm udf = 0 thì cho phaùt xung môû Tiristor. Vaäy chæ caàn ñieàu chænh giaù trò L vaø C laø coù theå thay ñoåi ñöôïc goùc môû Tiristor. Tuy nhieân, vieäc ñieàu chænh giaù trò L vaø C laø raát phöùc taïp. Vì vaäy neân nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông naèm ngang laø ít ñöôïc duøng trong thöïc teá. uA=Um.sinwt udf U t t t Xñk Xñk URC URC a 3. Keát luaän : Trong caùc nguyeân taéc ñieàu chænh noùi treân thì ta nhaän thaáy nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông thaúng ñöùng tuyeán tính laø ñôn giaûn nhaát, vì goùc môû a phuï thuoäc tuyeán tính vaøo ñieän aùp moät chieàu Uñk neân vieäc ñieàu khieån seõ thuaän lôïi hôn. Vaäy ta choïn nguyeân taéc ñieàu khieån theo phöông thaúng ñöùng tuyeán tính ñeå thieát keá maïch ñieàu khieån Tiristor. II. Caáu truùc maïch ñieàu khieån : G K A Urc Uñk UAT ÑF SS TX,KÑ 1. Sô ñoà khoái cuûa maïch ñieàu khieån : 2. Nhieäm vuï töøng khoái : - Khaâu ñoàng pha (ÑF) : coù nhieäm vuï taïo ñieän aùp töïa Urc, truøng pha vôùi ñieän aùp döông Anoát cuûa Tiristor. - Khaâu so saùnh (SS) : coù nhieäm vuï so saùnh giöõa ñieän aùp töïa Urc vaø ñieän aùp ñieàu khieån Uñk, xaùc ñònh thôøi ñieåm Urc = Uñk thì phaùt xung ñaàu ra ñeå göûi sang taàng khueách ñaïi. - Khaâu taïo xung khueách ñaïi (TXKÑ) : coù nhieäm vuï taïo xung ñieàu khieån coù bieân ñoä vaø ñoä roäng xung phuø hôïp ñuû ñeå môû Tiristor moät caùch tin caäy trong moïi cheá ñoä laøm vieäc trong toaøn daûi ñieàu chænh cuûa heä. Maët khaùc, ñeå giaûm coâng suaát cho taàng khueách ñaïi vaø taêng soá löôïng xung kích mô,û nhaèm ñaûm baûo cho Tiristor môû moät caùch chaéc chaén thì ta duøng boä phaùt xung chuøm coù taàn soá cao ñeå taïo xung ñieàu khieån cho Tiristor. Nguyeân taéc phaùt xung chuøm laø tröôùc khi vaøo taàng khueách ñaïi ta ñöa cheøn theâm moät coång AND vôùi tín hieäu nhaän töø khaâu so saùnh vaø boä phaùt xung chuøm. Töø boä phaùt xung chuøm ñöa ñeán Ñöa ñeán khaâu KÑ Khaâu SS ñöa tôùi & III. Thieát keá caùc khaâu trong maïch ñieàu khieån : 1. Thieát keá khaâu ñoàng pha : Ta coù moät soá sô ñoà duøng laøm khaâu ñoàng pha ñeå taïo ñieän aùp raêng cöa nhö sau : · Æ · · Hình b. - E C D R2 Æ R1 Æ Æ Æ · · · U1 U2 Urc Hình a - E C D2 D1 R2 Æ R1 Æ Æ Æ Æ · · · · U1 U2 Urc · GHEÙP QUANG Æ · Æ · Hình c. + E C D R2 Æ R1 Æ Æ · · Urc Tr C Æ Æ · · · · · · Hình d. R1 Æ Æ · · U1 U2 Urc OA2 - + · OA1 + - D R3 R2 - Sô ñoà hình a : Duøng diode vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch ñoàng pha. Sô ñoà naøy ñôn giaûn, deã thöïc hieän, vôùi soá linh kieän ít nhöng chaát löôïng ñieän aùp töïa chöa toát, ñoä daøi cuûa phaàn bieán thieân tuyeán tính cuûa ñieän aùp töïa khoâng phuû heát 1800. Do vaäy goùc môû lôùn nhaát cuûa van bò haïn cheá. Coù nghóa laø, ôû sô ñoà naøy thì ta khoâng ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 ¸ 1800 maø chæ ñieàu khieån ñöôïc goùc môû töø 0 ¸ q, vôùi goùc q < 1800. - Sô ñoà hình b : Duøng Tranzitor vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch ñoàng pha. Sô ñoà naøy cho ra ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán tính phuû heát nöûa chu kì ñieän aùp döông Anoát cuûa Tiristor. Vaäy ôû sô ñoà naøy ta coù theå ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 ñeán giaù trò cöïc ñaïi. - Sô ñoà hình c : Duøng boä gheùp quang vaø tuï ñieän ñeå taïo maïch ñoàng pha. Chaát löôïng ñieän aùp töïa bieán thieân tuyeán tính phuû heát nöûa chu kì döông ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor. Vì vaäy ta cuõng coù theå ñieàu khieån ñöôïc goùc môû Tiristor töø 0 ñeán cöïc ñaïi. Nhöng ôû sô ñoà naøy thì khoâng caàn duøng ñeán bieán aùp ñoàng pha ñeå caùch li maïch ñoäng löïc vôùi maïch ñieàu khieån vì boä gheùp quang ñaõ coù chöùc naêng caùch li giöõa maïch ñieàu khieån vôùi maïch ñoäng löïc. Vì vaäy coù theå ñôn giaûn hôn trong vieäc cheá taïo. - Sô ñoà hình d : Duøng boä khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå taïo maïch ñoàng pha. Chaát löôïng ñieän aùp töïa ôû ñaàu ra raát toát, phuû heát nöûa chu kì döông. Ngaøy nay caùc vi maïch cheá taïo ngaøy caøng nhieàu, chaát löôïng ñieän aùp ngaøy caøng cao, kích thöôùc ngaøy caøng nhoû goïn. Neân vieäc öùng duïng caùc vi maïch vaøo vieäc thieát keá maïch ñoàng pha seõ cho ra ñieän aùp töïa toát hôn. · Nhaän xeùt : ÔÛ sô ñoà hình a, coù nhöôïc ñieåm laø goùc môû cöïc ñaïi cuûa Tiristor bò haïn cheá, ñieän aùp töïa khoâng phuû heát 1800. ÔÛ sô ñoà hình b vaø c coù nhöôïc ñieåm laø : vieäc môû hoaëc khoùa caùc Tranzitor trong vuøng ñieän aùp laân caän 0 laø thieáu chính xaùc, laøm cho vieäc naïp xaû tuï trong vuøng ñieän aùp löôùi laân caän 0 laø khoâng ñöôïc nhö yù muoán. Vaäy chæ coù sô ñoà hình d laø laøm vieäc oån ñònh vaø chính xaùc vaø coù chaát löôïng ñieän aùp töïa cuõng toát. Vaäy ta choïn sô ñoà hình d duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch ñoàng pha. 2. Thieát keá khaâu so saùnh : - Ñeå xaùc ñònh thôøi ñieåm môû Tiristor thì ta caàn so saùnh hai tín hieäu Uñk vaø tín hieäu Urc, ta coù moät soá sô ñoà so saùnh nhö sau: Tr R1 Ura R3 R2 Urc Uñk - E Hình a. OA R1 R1 Ura - + Urc Uñk Hình b. OA R1 R1 Ura + Urc Uñk Hình c. - - Sô ñoà hình a : Duøng Tranzitor ñeå cheá taïo maïch so saùnh. Taïi thôøi ñieåm Uñk = Urc thì ñaàu vaøo Tranzitor laät traïng thaùi töø khoùa sang môû ( hoaëc ngöôïc laïi töø môû sang khoùa) laøm cho ñieän aùp cuûa khaâu so saùnh cuõng laät traïng thaùi, taïi thôøi ñieåm Urc = Uñk ta ñaùnh daáu ñöôïc thôøi ñieåm caàn môû Tiristor. Vôùi möùc ñoä môû baõo hoøa cuûa Tranzitor phuï thuoäc vaøo tín hieäu Uñk ± Urc = Ub, hieäu naøy coù moät vuøng ñieän aùp nhoû haøng mV laøm cho Tranzitor khoâng laøm vieäc ôû cheá ñoä ñoùng caét nhö ta mong muoán. Do ñoù, nhieàu khi thôøi ñieåm môû Tiristor bò leäch khaù xa so vôùi ñieåm caàn môû taïi Uñk = Urc. - Sô ñoà hình b vaø c : Duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch so saùnh, caùc sô ñoà naøy coù heä soá khueách ñaïi tín hieäu voâ cuøng lôùn, chæ caàn coù moät tín hieäu ôû ñaàu vaøo raát nhoû ( côõ haøng mV) thì ñaàu ra ñaõ coù ñieän aùp nguoàn nuoâi. Maët khaùc caùc sô ñoà khueách ñaïi thuaät toaùn naøy coù öu ñieåm laø coù theå phaùt xung chính xaùc taïi thôøi ñieåm Udk = Ucr. · Keát luaän : Trong caùc sô ñoà so saùnh noùi treân, ta nhaän thaáy vieäc duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå cheá taïo maïch so saùnh laø raát coù nhieàu öu ñieåm vaø ñem laïi chaát löôïng toát. Vaäy ta choïn sô ñoà hình b ñeå laøm maïch so saùnh. 3. Thieát keá khaâu khueách ñaïi: - Moät soá sô ñoà maïch khueách ñaïi : BAX Tr1 Tr2 R D Uv Hình b. +E BAX Tr1 R D Uv Hình a. +E R2 BAX Tr1 Tr2 C R1 D1 D2 Uv + E - Sô ñoà hình a: Duøng Tranzito ñeå cheá taïo maïch khueách ñaïi. Ñeå coù daïng xung kim göûi tôùi Tiristor thì ta duøng bieán aùp xung (BAX). Ñeå coù theå khueách ñaïi coâng suaát thì ta duøng Tranzito (Tr), Diode (D) baûo veä Tranzitor vaø cuoän daây sô caáp maùy bieán aùp xung khi Tranzitor khoùa ñoät ngoät. Maët duø vôùi öu ñieåm ñôn giaûn, nhöng sô ñoà naøy ñöôïc duøng khoâng roäng raõi, bôûi vì heä soá khueách ñaïi cuûa loaïi Tranzitor naøy nhieàu khi khoâng ñuû lôùn ñeå coù theå khueách ñaïi tín hieäu töø khaâu so saùnh ñöa sang. - Sô ñoà hình b : Sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington, ñöôïc söû duïng hai Tranzitor Tr1 vaø Tr2. ÔÛ sô ñoà naøy hoaøn toaøn coù theå ñaùp öùng ñöôïc yeâu caàu veà khueách ñaïi coâng suaát. Khi heä soá khueách ñaïi ñöôïc nhaân leân theo thoâng soá cuûa Tranzitor. - Sô ñoà hình c : Ñaây cuõng laø sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington nhöng coù duøng tuï ñieän ñeå noái taàng vôùi muïc ñích laøm giaûm coâng suaát toûa nhieät treân Tranzitor vaø giaûm kích thöôùc daây quaán sô caáp maùy bieán aùp xung. ÔÛ sô ñoà naøy thì Tranzitor chæ môû cho doøng ñieän chaïy qua trong thôøi gian naïp tuï, neân doøng hieäu duïng cuûa chuùng beù ñi nhieàu neân khoâng coù coâng suaát toûa nhieät dö treân Tranzitor. Vaäy ta choïn sô ñoà khueách ñaïi kieåu Darlington coù tuï noái taàng (sô ñoà hình c) ñeå laøm khaâu khueách ñaïi. 4. Thieát keá khaâu dao ñoäng ña haøi ñeå taïo xung chuøm : - Moät soá sô ñoà taïo xung chuøm : Ura · · · · · · · · · · +U R1 R2 C1 8 4 3 5 1 2 6 7 555 Hình a. Hình b. R2 R3 R1 C · · · · · · Ura OA - + - Sô ñoà hình a : Duøng vi maïch 555 ñeå taïo xung ñoàng hoà. Sô ñoà naøy cho ta chaát löôïng xung khaù toát vaø sô ñoà cuõng töông ñoái ñôn giaûn. - Sô ñoà hình b : Duøng khueách ñaïi thuaät toaùn ñeå taïo maïch dao ñoäng ña haøi phaùt xung chöõ nhaät. ÔÛ sô ñoà loaïi naøy cuõng töông ñoái ñôn giaûn. · Nhaän xeùt : Trong thieát keá maïch ñieàu khieån, ta thöôøng duøng khueách ñaïi thuaätoaùn ñeå thieát keá caùc khaâu ñoàng pha, khaâu so saùnh, do vaäy ñeå ñoàng daïng veà linh kieän neân ta choïn sô ñoà hình b laøm maïch taïo xung chuøm. 5. Sô ñoà moät keânh ñieàu khieån vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng cuûa sô ñoà ñieàu khieån : Töø caùc khaâu ñaõ choïn ôû treân, ta gheùp caùc khaâu laïi vôùi nhau ñeå taïo maïch ñieàu khieån hoaøn chænh ñeå ñieàu khieån cho moät Tiristor nhö sau : U XÑK UF UE UD Uñk Urc+Uo Urc UB UA t t t t t t t t Sô ñoà daïng soùng trong maïch ñieàu khieån. · Nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa sô ñoà maïch ñieàu khieån : Vì vieäc ñieàu khieån cuûa caùc Tiristor laø töông töï nhau neân ta chæ caàn xeùt nguyeân lí hoaït ñoäng cuûa moät keânh ñieàu khieån cho moät Tiristor, coøn vieäc ñieàu khieån cho caùc Tiristor khaùc cuõng töông töï. ® Döïa vaøo sô ñoà nguyeân lí cuûa maïch ñieàu khieån vaø ñoà thò daïng soùng cuûa maïch ñieàu khieån, ta nhaän thaáy : - Ñieän aùp vaøo taïi ñieåm A laø uA coù daïng hình sin vaø truøng pha vôùi ñieän aùp Anoát cuûa Tiristor (T), qua ñieän trôû R1 ñeå giaûm bôùt doøng ñieän sau ñoù ñeán ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A1 maéc theo kieåu khoâng ñaûo, ôû ñaàu ra cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A1 ( ôû ñieåm B) cho ta ñieän aùp UB coù daïng moät chuoãi xung chöõ nhaät ñoái xöùng. + Phaàn döông cuûa ñieän aùp chöõ nhaät UB seõ laøm cho Tranzitor (Tr1) khoùa vaø laøm cho Diode D1 môû thoâng, ñeán ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A2 tích phaân thaønh ñieän aùp töïa daïng raêng cöa coù giaù trò aâm ôû ñaàu ra taïi C. + Phaàn aâm cuûa ñieän aùp chöõ nhaät UB seõlaøm cho Diode D1 khoùa vaø Tranzitor Tr1 môû thoâng vaø keát quaû laø khueách ñaïi thuaät toaùn A2 bò ngaén maïch, laøm cho ñieän aùp Urc taïi C coù giaù trò Urc = 0. Vaäy treân ñaàu ra ôû C cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A2 ta coù ñöôïc moät chuoãi ñieän aùp raêng cöa Urc giaùn ñoaïn. - Ñieän aùp Urc coù giaù trò aâm ôû C ñöôïc so saùnh vôùi ñieän aùp ñieàu khieån Uñk coù giaù trò döông. Giaù trò so saùnh naøy ñöôïc ñaët vaøo ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3. Toång ñaïi soá Uñk + Urc quyeát ñònh daáu ôû ñaàu ra khueách ñaïi thuaät toaùn A3. Döïa vaøo ñoà thò daïng soùng ta nhaän thaáy, trong khoaûng thôøi gian töø 0 ¸ t1 thì ta coù êUñk ê-êUrcê > 0 neân taïi ñieåm D ôû ñaàu ra cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò aâm. Trong khoaûng thôøi gian t1 ¸ t2 thì ta coù êUñk ê<êUrcêneân ôû ñaàu vaøo cuûa khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò êUñk ê-êUrcê< 0 neân taïi ñieåm D cuûa ñaàu ra khueách ñaïi thuaät toaùn A3 coù giaù trò döông. Caùc khoaûng thôøi gian tieáp theo cuõng ñöôïc giaûi thích töông töï. Maïch dao ñoäng ña haøi taïo xung chuøm A4 cho ta chuoãi xung döông giaùn ñoaïn, coù taàn soá cao ôû ñieåm E cuûa khuyeách ñaïi thuaät toùan A4. Maïch dao ñoängña haøi A4 cho ñieän aùp ra taïi ñieåm E coù taàn soá cao côõ haøng chuïc KHz. Hai tín hieäu UD vaø UE ñöôïc ñöa vaøo hai ngoõ vaøo cuûa coång AND. Khi ñoàng thôøi hai tín hieäu UD vaø UE coù giaù trò döông ôû ñieåm F cuûa ñaàu ra, coång AND coù giaù tri döông laøm tuï C3 naïp, sau ñoù ñeán R9 ñaët vaøo chaân Bazô cuûa Tranzitor Tr2 laøm cho caùc Tranzitor Tr2, Tr3 môû thoâng. Khi caùc Tranzitor Tr2, Tr3 daãn thì seõ coù doøng ñieän töø nguoàn +E qua cuoän daây sô caáp cuûa maùy bieán aùp xung veà mass laøm xuaát hieän ôû cuoän thöù caáp maùy bieán aùp xung moät chuoãi xung ñieàu khieån (XÑK) daïng xung nhoïn qua Diode D4 ñieàu khieån môû Tiristor T. Khi hai tín hieäu UD vaø UE khoâng ñoàng thôøi döông thì ôû ñaàu ra cuûa coång AND seõ coù giaù trò ôû möùc 0, luùc naøy seõ laøm cho tuï C3 xaû ñieän theo ñöôøng C – AND – A3 – D2 – R9 veà C . Trong thôøi gian C3 xaû ñieän thì caùc Tranzitor Tr2, Tr3 bò khoùa. Ñieän aùp Ud seõ xuaát hieän treân taûi töø thôøi ñieåm coù xung ñieàu khieån ñaàu tieân taïi caùc thôøi ñieåm t2, t4 trong chuoãi xung ñieàu khieån cuûa moãi baùn chu kì döông ñieän aùp nguoàn caáp. IV. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maïch ñieàu khieån. Maïch ñieàu khieån ñöôïc xuaát phaùt töø yeâu caàu veà xung môû Tiristor. Caùc thoâng soá cô baûn ñeå tính maïch ñieàu khieån nhö sau : Ñieän aùp xung ñieàu khieån Tiristor : Ug max = 2,5 (V). Doøng ñieän xung ñieàu khieån Tiristor: Ig max = 0,15 (A). Thôøi gian môû Tiristor : tcm = 80 (ms) Vôùi thôøi gian chuyeån maïch (ñoùng hoaëc môû) laø tcm = 80 (ms). Ñeå Tiristor ñoùng, môû chaéc chaén thì yeâu caàu veà ñoä roäng cuûa xung ñieàu khieån tx >2.tcm, töùc laø tx > 160 (ms). Ta choïn tx = 167 (ms)(töông öùng vôùi 30 ñieän). Ta choïn thôøi gian ngaét cuûa xung : tn = tx = 167 (ms) (töông öùng vôùi 30 ñieän). Vaäy ta chu kì cuûa xung ñieàu khieån laø: TCK = tx + tn = 167 + 167 = 334 (ms). Suy ra, taàn soá cuûa xung ñieàu khieån laø : (KHz) 1. Tính choïn Diode D4 : - Ñieän aùp ngöôïc cuûa Diode D4 : (V) Trong ñoù : Kn1 = p laø heä soá ñieän aùp ngöôïc cuûa Diode so vôùi ñieän aùp taûi (theo baûng 8.1 [2]). - Ñieän aùp ngöôïc cuûa van caàn choïn : (V) Trong ñoù: Kdt – laø heä soá döï tröõ, vôùi Kdt = (1,6¸2), ta choïn Kdt = 1,8. - Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Diode : (A) Trong ñoù : laø heä soá doøng ñieän hieäu duïng (theo baûng 8.2[2]). - Doøng ñieän lôùn nhaát cuûa Diode caàn choïn: (A) Trong ñoù : Ki = 6 laø heä soá döï tröõ doøng ñieän. Choïn loaïi Diode coù caùc thoâng soá nhö sau : + Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 1,5 (A); + Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa Diode : UN = 100 (V). 2. Tính toaùn caùc thoâng soá cuûa maùy bieán aùp xung : - Ñieän aùp thöù caáp maùy bieán aùp xung : (V) - Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp xung : (A) - Tæ soá maùy bieán aùp xung : K = 2 ¸ 3, ta choïn K = 3. - Doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp xung : (A) - Ñieän aùp sô caáp maùy bieán aùp xung : (V) - Choïn vaät lieäu laøm loõi maùy bieán aùp xung laø saét Ferit HM. Loõi coù daïng hình xuyeán coù khe hôû khoâng khí, laøm vieäc treân moät phaàn ñaëc tính töø hoùa co caùc thoâng soá nhö sau : DB = 0,3 (T) vaø DH = 30 (A!m). - Ñoä töø thaåm trung bình töông ñoái cuûa loõi saét : (H!m). Trong ñoù : mo = 4p.10-7 (H!m) laø ñoä töø thaåm cuûa khoâng khí. -Theå tích cuûa loõi theùp caàn coù : Trong ñoù : Q – tieát dieän loõi Ferit; l – chieàu daøi trung bình cuûa ñöôøng söùc töø; tx = 1,67 (ms) – ñoä roäng cuûa xung ñieàu khieån; sx =0,15 – ñoä suït bieân ñoä; DB = 0,3 (T) . Thay soá vaøo bieåu thöùc treân ta ñöôïc : (m3 ) = 1,0435 (cm3) D b a d Tra baûng 8.5[2] , ta choïn loõi theùp hình xuyeán troøn. Loaïi OA - 22!30 – 5, coù caùc kích thöôùc nhö sau : Q = 0,2 (cm2) = 20 (mm2); l = 8,2 (cm) = 82 (mm); V = Q.l = 0,2.8,2 = 1,64 (cm3); Qcs = 3,82 (cm2) = 382 (mm2); d = 2,2 (cm) = 22 (mm); D = 3 (cm) = 30 (mm); a = 0,4 (cm) = 4 (mm); b = 0,5 (cm) = 5 (mm). - Soá voøng daây thöù caáp maùy bieán aùp xung : Theo ñònh luaät caûm öùng ñieän töø ta coù : Suy ra : (voøng) Laáy W1 = 209 (voøng). - Soá voøng daây thöù caáp maùy bieán aùp xung: (voøng) Laáy W2 =70 (voøng). - Tieát dieän daây quaán sô caáp : (mm2) Trong ñoù : Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 =6 (A!mm2). - Ñöôøng kính daây quaán sô caáp : (mm) Ta choïn ñöôøng kính daây theo tieâu chuaån, choïn : d1 = 0,11 (mm); S1 = 0,095 (mm); dn = 0,135 (mm). - Tieát dieän daây quaán thöù caáp : (mm2) Trong ñoù : Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 = 4 (A!mm2). - Ñöôøng kính daây quaán thöù caáp : (mm) Choïn ñöôøng kính daây theo tieâu chuaån, ta choïn : d2 = 0,23 (mm); S2 = 0,04155 (mm); dn = 0,26 (mm). -Kieåm tra heä soá laáp ñaày : Vaäy vôùi Klñ = 0,059 thì cöûa soå ñaõ ñuû dieän tích caàn thieát ñeå daây quaán ñaët vaøo. R11 BAX Tr2 Tr3 C3 R10 D2 D3 Uv + E 3.Tính khaâu khueách ñaïi coâng suaát : - Tính giaù trò R11 : Khi maùy bieán aùp laøm vieäc ( töùc laø Tr2, Tr3 môû thoâng) thì ta coù : Suy ra : Trong ñoù : U1 – ñieän aùp sô caáp maùy bieán aùp xung; I1 – doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp xung; E – laø nguoàn nuoâi, ta choïn nguoàn nuoâi E = 12 (V). Vaäy ta tính ñöôïc : (W) Vaäy ta choïn ñieän trôû R11 = 90 (W). - Tính choïn giaù trò Traênzitor Tr2, Tr3 : + Choïn Tranzitor Tr3 loaïi 2SC 911 laøm vieäc ôû cheá ñoä xung, coù caùc thoâng soá nhö sau : Tranzitor loaïi PNP, vaät lieäu baùn daãn laø Silic; Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch Emitô : UCB = 40 (V); Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch Colectô : UEB0 = 4 (V); Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu ñöïng : IC max = 500 (mA); Coâng suaát tieâu taùn ôû Colectô : PC = 1,7 (W); Nhieät ñoä lôùn nhaát ôû maët tieáp giaùp : T = 175 ( 0C ); Heä soá khueách ñaïi b = 50 ; Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Colectô : IC3 = I1 = 0,05 (A) = 50 (mA); Doøng ñieän laøm vieäc cuûa Bazô : (mA). + Choïn Tranzitor Tr2 loaïi 2SC 427 coù caùc thoâng soá sau : Tranzitor loaïi PNP, vaät lieäu baùn daãn laø Silic; Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch Emitô : UCB = 40 (V); Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch Colectô : UEB0 = 5 (V); Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu ñöïng : IC max = 100 (mA); Heä soá khueách ñaïi b = 60. Doøng ñieän caáp cho Bazô cuûa Tranzitor Tr2 ñuû ñeå Tr2 môû thoâng laø : (mA) Vaäy heä soá khueách ñaïi cuûa khaâu khueách ñaïi laø : - Tính choïn ñieän trôû R10 vaø tuï ñieän C3 : + Ñieän trôû R10 duøng ñeå haïn cheá doøng ñieän ñöa vaøo Bazô cuûa Tranzitor Tr2, ta choïn R10 thoûa maõn ñieàu kieän sau : (kW) Choïn R10 = 295 (kW) + Theo sô ñoà maïch khueách ñaïi thì Tranzitor Tr2, Tr3 chæ daãn trong khoaûng thôøi gian tuï C3 naïp. Vaäy ta coù : (ms) Suy ra : (mF) Vaäy ta choïn tuï ñieän C3 laø tuï giaáy coù giaù trò C3 = 0,00057 (mF) = 0,57 (pF). - Taát caû caùc Diode trong maïch ñieàu khieån ta ñeàu duøng loaïi 1N 4009 coù caùc thoâng soá nhö sau : Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 10 (mA); Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UN = 25 (V); Ñieän aùp ñeå cho Diode môû thoâng : Um = 1 (V). 4. Tính choïn coång AND : Toaøn boä maïch ñieàu khieån ta phaûi duøng ñeán 6 coång AND, neân ta choïn hai IC 4081 hoï CMOS. Moãi IC 4081 coù 4 coång AND. Coù caùc thoâng soá nhö sau : Nguoàn nuoâi IC : Vcc = + 12 (V); Nhieät ñoä laøm vieäc : - 40 0C ¸ 80 0C; Ñieän aùp öùng vôùi möùc logic “1” : (2 ¸ 4,5) (V); Doøng ñieän laøm vieäc Ilv < 1 (mA); Coâng suaát tieâu thuï : P = 2,5 nW!1 coång. & & & & 8 10 9 11 12 14 13 1 2 3 4 5 6 7 Vcc - Ta coù sô ñoà chaân cuûa IC 4081 nhö sau : 5. Tính choïn boä taïo xung chuøm : Moãi keânh ñieàu khieån phaûi duøng 4 khueách ñaïi thuaät toaùn, do ñoù ta choïn 6 IC loaïi TL084 do haõng Texas Instruments cheá taïo, caùc IC naøy coù caùc khueách ñaïi thuaät toaùn. Thoâng soá cuûa caùc IC TL084 nhö sau : - Ñieän aùp nguoàn nuoâi : ± 12 (V); - Hieäu ñieän theá giöõa hai ñaàu vaøo : ± 30 (V); - Nhieät ñoä laøm vieäc : T = ( - 25 ¸ 85 ) 0C; - Coâng suaát tieâu thuï : P = 680 (mW); - Toång trôû ñaàu vaøo : Rin = 106 (MW); - Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = 30 (pF); - Toác ñoä bieán thieân ñieän aùp cho pheùp : (V!ms). - Ta coù sô ñoà chaân cuûa IC TL084 nhö sau : - Ucc + Ucc 11 8 10 9 12 14 13 1 2 3 4 5 6 7 - - - - + + + + - Maïch taïo xung chuøm coù taàn soá : (kHz) - Chu kì cuûa xung chuøm : (ms) Ta coù : Ta choïn R7 = R8 = 10 (kW). Luùc naøy ta coù : (ms) Suy ra : (ms) Ta choïn tuï ñieän C2 = 0,1 (mF); Suy ra : (W) = 1,52 (kW). Ñeå thuaän tieän cho vieäc ñieàu chænh khi laép maïch, ta choïn R9 laø bieán trôû coù giaù trò ñieän trôû laø 2 (kW). R0 A3 R6 R5 - + Urc -Uñk +E R4 6. Tính choïn khaâu so saùnh : Khueách ñaïi thuaät toaùn A3 ta ñaõ choïn laø loaïi IC TL084 ôû muïc 5, IC TL084 coù caùc thoâng soá nhö sau : Ñieän aùp vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn A3 : UV = 12 (V); Doøng ñieän vaøo A3 ñöôïc haïn cheá ñeå coù Ilv £ 1 (mA). - Choïn ñieän trôû R4, R5, R6 : (W) = 12 (kW) Vaäy ta choïn : R4 = R5 = R6 = 15 (kW) > 12 (kW). Khi ñoù doøng laøm vieäc vaøo A3 seõ laø : (mA) C B A Tr1 C1 Æ Æ · · · · · · R1 Æ Æ · U1 U2 Urc A2 - + A1 + - D1 R2 R3 - Choïn chieát aùp Ro = 30 (kW). 7. Tính choïn khaâu ñoàng pha: - Tính choïn tuï C1 vaø ñieän trôû R3 : Ñeå ñieän aùp raêng cöa tuyeán tính vaø oån ñònh trong nöûa chu kì ñieän aùp döông Anode cuûa Tiristor thì thôøi gian tuï C1 naïp trong nöûa chu kì ñieän aùp döông laø : (s) Choïn C1 = 0,1 (mF) Suy ra : (W) = 100 (kW). - Choïn Tranzitor Tr1 laø loaïi A564 coù caùc thoâng soá sau : + Tranzitor loaïi PNP laøm baèng baùn daãn Silic; + Ñieän aùp giöõa Colectô vaø Bazô khi hôû maïch Emitô: UCB0 = 25 (V); + Ñieän aùp giöõa Emitô vaø Bazô khi hôû maïch Colectô : UBE0 = 7 (V); + Doøng ñieän lôùn nhaát ôû Colectô coù theå chòu ñöïng: IC max = 100 (mA) + Nhieät ñoä lôùn nhaát ôû maët tieáp giaùp : Tcp = 150 (0C); + Heä soá khueách ñaïi : b = 250 ; + Doøng ñieän cöïc ñaïi ôû chaân Bazô : (mA). - Ñieän trôû R2 ñeå haïn cheá doøng ñi vaøo chaân Bazô cuûa Tranzitor Tr1 ñöôïc choïn nhö sau : (kW) Ta choïn R2 = 30 (kW). - Choïn giaù trò ñieän trôû R1 : Choïn ñieän aùp xoay chieàu ñoàng pha : UA = 9 (V). Ñieän trôû R1 duøng ñeå haïn cheá doøng ñieän ñi vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn A1, thöôøng choïn R1 sao cho doøng ñieän vaøo khueách ñaïi thuaät toaùn laø IV < 1 (mA). Do vaäy ta choïn : (kW). Vaäy ta choïn R1 = 10 (kW). 8. Taïo nguoàn nuoâi : Ta coù sô ñoà maïch taïo nguoàn nuoâi nhö sau : 7812 a b c C6 C4 +12V 7912 a* b* c* C7 C5 -12V B A C Ta caàn taïo ra nguoàn ñieän aùp ±12 (V) ñeå cung caáp cho maùy bieán aùp xung laøm vieäc, ñeå nuoâi IC, ñeå cung caáp cho caùc boä ñieàu chænh doøng ñieän, boä ñieàu chænh toác ñoä vaø ñieän aùp ñaët toác ñoä. - Ñeå coù ñöôïc ñieän aùp nguoàn nuoâi coù chaát löôïng toát thì ta duøng maïch chænh löu caàu ba pha duøng Diode, maët khaùc ñeå tieän lôïi trong vieäc cheá taïo maïch, thì ta duøng maùy bieán aùp ñoàng pha ñeå vöøa cung caáp tín hieäu cho khaâu ñoàng pha vaø vöøa laáy ñieän aùp thöù caáp cuûa maùy bieán aùp ñoàng pha chænh löu laøm nguoàn nuoâi. Vì vaäy ta phaûi cheá taïo maùy bieán aùp laøm nguoàn nuoâi vaø ñoàng pha laø kieåu maùy bieán aùp ba pha. Ta choïn U2N = U2ñp = 9 (V). Luùc naøy ta coù : (V) Ta nhaän thaáy UCL = 21,06 (V) > 12 (V), maø ta laïi caàn nguoàn nuoâi coù giaù trò ñieän aùp laø ±12 (V) neân ta caàn phaûi duøng vi maïch oån aùp ñeå oån ñònh ñieän aùp ñuùng theo yeâu caàu laø ±12 (V). Ta duøng hai vi maïch oån aùp 7812 vaø 7912 coù caùc thoâng soá sau : + IC 7812 coù caùc thoâng soá : Ñieän aùp ñaàu vaøo : UV = (7 ¸ 35) (V); Ñieän aùp ñaàu ra : Ura = +12 (V); Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = ( 0 ¸ 1 ) (A). + IC 7912 coù caùc thoâng soá : Ñieän aùp ñaàu vaøo : UV = ( 7 ¸ 35 ) (V); Ñieän aùp ñaàu ra : Ura = - 12 (V); Doøng ñieän ñaàu ra : Ira = ( 0 ¸ 1 ) (A). - Tuï ñieän C4, C5, C6, C7 duøng ñeå loïc thaønh phaàn soùng haøi baäc cao. Choïn C4 = C5 = C6 = C7 =450 (mF). Ñieän aùp cuûa tuï laø U = 35 (V). 9. Tính toaùn maùy bieán aùp nguoàn nuoâi vaø ñoàng pha : 9.1. Choïn loaïi maùy bieán aùp : Thay vì cheá taïo caùc maùy bieán aùp ñoàng pha vaø maùy bieán aùp nguoàn nuoâi rieâng reõ nhau thì ta cheá taïo maùy bieán aùp duøng cho caû vieäc taïo ñieän aùp ñoàng pha vaø taïo ñieän aùp ñeå chænh löu laøm nguoàn nuoâi. Ta choïn kieåu maùy bieán aùp ba pha ba truï, treân moãi truï coù ba cuoän daây goàm moät cuoän thöù caáp vaø hai cuoän thöù caáp. 9.2. Ñieän aùp thöù caáp maùy bieán aùp : Ñieän aùp laáy ra ôû thöù caáp maùy bieán aùp nguoàn nuoâi vaø ñoàng pha laø : (V) 9.3. Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp : I2ñp = 1 (mA) 9.4. Coâng suaát caáp cho khaâu ñoàng pha : (W) 9.5. Coâng suaát tieâu thuï ôû 6 IC TL084 söû duïng laøm khueách ñaïi thuaät toaùn vaø 2 IC 4081 ñeå taïo 6 coång AND. (W) Trong ñoù : (nW) = 10.10-12 (W). 9.6. Coâng suaát caáp cho maùy bieán aùp xung ñeå môû Tiristor : (W) 9.7. Coâng suaát duøng cho vieäc taïo nguoàn nuoâi : (W) Ngoaøi ra coøn coù coâng suaát ñeå cung caáp cho caùc boä ñieàu chænh doøng ñieän, ñieàu chænh toác ñoä.... vaø caùc coâng suaát naøy ta choïn khoaûng baèng 15% coâng suaát duøng cho vieäc laøm nguoàn nuoâi : (W) 9.8. Coâng suaát cuûa maùy bieán aùp coù keå ñeán 5% toån thaát trong maùy : (V.A) 9.9. Doøng ñieän thöù caáp maùy bieán aùp : (A) 9.10. Doøng ñieän sô caáp maùy bieán aùp : (A) 9.11. Tieát dieän truï maùy bieán aùp ñöôïc xaùc ñònh theo coâng thöùc kinh nghieäm nhö sau : (cm2) Trong ñoù : KQ = 6 laø heä soá phuï thuoäc vaøo phöông thöùc laøm maùt; m = 3 laø soá truï cuûa maùy bieán aùp; f = 50 Hz laø taàn soá löôùi ñieän. Chuaån hoùa tieát dieän truï, ta coù ñöôïc : QT = 1,63 (cm2) ( trang 332[1] ) - Kích thöôùc maïch töø : H a a a b C c h a + Choïn loaïi theùp coù ñoä daøy laù theùp laø d = 0,5 (mm); + Soá löôïng laù theùp laø 68 laù; + Caùc kích thöôùc a = 12 (mm); b = 16 (mm); h = 30 (mm). 9.12. Tính soá voøng daây cuoän sô caáp : Choïn maät ñoä töø caûm trong truï laø B = 1 (T), ta coù : (voøng) 9.13. Tieát dieän daây quaán sô caáp : Ta choïn maät ñoä doøng ñieän J1 = J2 = 2,75 (A!mm2) - Tieát dieän daây quaán sô caáp : (mm2) - Ñöôøng kính daây quaán sô caáp : (mm) Choïn d1 = 0,1 (mm) ñeå ñuû ñaûm baûo ñoä beàn cô. Ñöôøng kính keå caû caùch ñieän : d1 cd = 1,12 (mm) ( Phuï luïc 8[1] ). 9.14. Soá voøng daây quaán cuoän thöù caáp : (voøng) 9.15. Tieát dieän daây quaán thöù caáp : (mm2) 9.16. Ñöôøng kính daây quaán thöù caáp : (mm) Chuaån hoùa ñöôøng kính : d2 = 0,27 (mm) ( Phuï luïc 8[1] ) Ñöôøng kính keå caû caùch ñieän : d2cñ = 0,31 (mm) ( Phuï luïc 8[1] ) 9.17. Choïn heä soá laáp ñaày : Klñ = 0,7 Vôùi 9.18. Chieàu roäng cöûa soå : (mm) Ñeå ñaûm baûo vieäc ñaët caùc cuoän daây vaøo loõi deã daøng vaø ñeå ñaûm baûo cho daây quaán toûa nhieät toát, ta choïn c = 12 (mm). 9.19. Chieàu daøi maïch töø : (mm) 9.20. Chieàu cao maïch töø : (mm) 10. Tính choïn Diode cho boä chænh löu nguoàn nuoâi : - Doøng ñieän hieäu duïng qua Diode : (A) - Ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát maø Diode phaûi chòu : (V) - Choïn Diode coù doøng ñieän ñònh möùc : Iñm ³ KI.ID ñm = 10.0,101=1,01 (A) - Choïn Diode coù ñieän aùp ngöôïc lôùn nhaát : UN = KU.UN max = 2.22 = 44 (V) Choïn Diode loaïi Kp 208A coù caùc thoâng soá nhö sau : + Doøng ñieän ñònh möùc : Iñm = 1,5 (A); + Ñieän aùp ngöôïc cöïc ñaïi cuûa Diode : UN = 100 (V) CHÖÔNG V ÑAÙNH GIAÙ CHAÁT LÖÔÏNG CUÛA HEÄ I. Xaây döïng ñaëc tính cô cuûa heä hôû : 1. Phöông trình ñaëc tính cô cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu : ; ( Vôùi Mc = Mñm). - Caùc thoâng soá trong phöông trình ñaëc tính cô khi ñoäng cô laøm vieäc vôùi toác ñoä ñònh möùc : + Ta coù : Trong ñoù : (rad!s) Suy ra : (Wb) + Moâmen ñònh möùc cuûa ñoäng cô : (N.m) + Ñoä cöùng ñaëc tính cô töï nhieân cuûa ñoäng cô : + Toác ñoä khoâng taûi lí töôûng : (rad!s) + Ñoä suït toác ñoä cuûa ñoäng cô : (rad!s) 2. Phöông trình ñaëc tính cô cuûa toaøn boä heä hôû : Heä hôû goàm: Ñoäng cô – cuoän khaùng loïc – chænh löu – bieán aùp chænh löu. - ÖÙng vôùi khi goùc môû amin = 10 0 thì ta coù phöông trình cuûa ñaëc tính cô cao nhaát cuûa heä nhö sau : Trong ñoù : - ñieän trôû toång cuûa heä; (W) Vôùi : Rö = 0,096 (W); Rkh = 0,0053 (W); RBA = 0,00587 (W); XBA = 0,098 (W). + Toác ñoä khoâng taûi cuûa heä CL –ÑC khi goùc môû amin = 10 0 ( ÔÛ ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát ) : (rad!s) + Ñoä suït toác ñoä cuûa heä: (rad!s) + Toác ñoä cuûa ñoäng cô khi laøm vieäc vôùi taûi ñònh möùc ( ÔÛ ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát ) : (rad!s) - Phöông trình ñaëc tính cô thaáp nhaát cuûa heä öùng vôùi khi goùc môû amax : + Ta coù ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa heä : + Toác ñoä laøm vieäc thaáp nhaát cuûa heä : Giaû söû cho ñoäng cô laøm vieäc vôùi moâmen caûn lôùn nhaát baèng hai laàn moâmen ñònh möùc MC max = 2.Mñm. Suy ra : (rad!s) + Toác ñoä khoâng taûi thaáp nhaát cuûa heä : (rad!s) Töø caùc soá lieäu vöøa xaùc ñònh treân ñaây, ta veõ ñöôïc ñöôøng ñaëc tính cô cao nhaát vaø thaáp nhaát nhö sau : w (rad/s) wTN wH max = 93,75 104,667 wñm = 104,667 wH max wH min w0Hmax= w0TN = 111,36 M DwTN = 6,68 DwH = 17,61 Mñm DwH = 17,61 w0H min = 35,22 wH min =17,61 2Mñm à Nhaän xeùt : Döïa vaøo ñaëc tính cô ta vöøa xaây döïng ôû treân, ta nhaän thaáy : Ñöôøng ñaëc tính cô cuûa heä CL – ÑC doác hôn ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân. Ñieàu naøy coù nghóa laø do coù ñieän trôû cuûa caùc thaønh phaàn trong maïch nhö : RBA, Rkh, ... laøm cho ñieän trôû toång cuûa maïch lôùn. Vì vaäy laøm cho ñoä suït toác cuûa heä CL – ÑC lôùn hôn ñoä suït toác töï nhieân. Hay noùi caùch khaùc laø ñöôøng ñaëc tính cô cuûa heä meàm hôn ñöôøng ñaëc tính cô töï nhieân. II. Daûi ñieàu chænh cuûa heä CL – ÑC : III. Sai soá tónh lôùn nhaát cuûa heä : à Keát luaän : Heä coù daûi ñieàu chænh töông ñoái heïp vaø coù sai soá tónh lôùn. Vì vaäy neân chaát löôïng cuûa heä chöa cao. Ñeå naâng cao chaát löôïng cuûa heä ( töùc laø laøm giaûm sai soá tónh ) vaø ñeå cho heä laøm vieäc oån ñònh thì ta coù caùc bieän phaùp caûi thieän sau ñaây : Duøng phaûn hoài döông doøng ñieän : BD Uñk Uñaët + Æ Æ Æ CL ÑC KT - Ta coù phöông trình ñaëc tính ñieàu chænh cô ñieän cuûa heä CL – ÑC : Trong ñoù : ; vôùi - Maët khaùc , ta coù : Trong ñoù : Uñaët – laø ñieän aùp ñaët toác ñoä, Uñaët = const; Upi = Ki.Iö laø ñieän aùp phaûn hoài cuûa khaâu phaûn hoài döông doøng ñieän; Suy ra : Vaäy ta coù : Ta coù ñoä suït toác ñoä : Vaäy khi Ki caøng taêng thì Dw giaûm xuoáng. Luùc naøy ta coù ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô caøng lôùn : Maët khaùc, khi Dw giaûm xuoáng thì sai soá tónh cuõng seõ giaûm theo. ( Vì sai soá tónh stónh º Dw, vôùi womin = const ). Duøng phaûn hoài aâm toác ñoä : Upw Uñk Uñaët - Æ CL ÑC FT Ta coù : Maët khaùc : Trong ñoù : Uñaët – laø ñieän aùp ñaët toác ñoä, Uñaët = cost; - laø ñieän aùp phaûn hoài toác ñoä. Vaäy ta coù phöông trình ñaëc tính cô nhö sau : Suy ra : Vaäy ta coù ñoä suït toác ñoä cuûa heä luùc coù phaûn hoài aâm toác ñoä laø : Ta nhaän thaáy, khi taêng leân thì ñoä suït toác ñoä seõ giaûm xuoáng vaø luùc naøy ñoä cöùng cuûa ñaëc tính cô seõ ñöôïc naâng leân. Ta coù ñoä cöùng ñaëc tính cô cuûa heä khi coù phaûn hoài aâm toác ñoä nhö sau : 3. Keát luaän : Trong hai loaïi phaûn hoài ñaõ noùi ôû treân, ta nhaän thaáy vieäc duøng phaûn hoài aâm toác ñoä ñeå töï ñoäng oån ñònh toác ñoä cho ñoäng cô laø hieäu quaû hôn, vì ñoái töôïng caàn ñieàu chænh laø toác ñoä neân ta choïn phaûn hoài toác ñoä ñeå oån ñònh heä thoáng seõ ñem laïi hieäu quaû cao hôn vaø sai soá seõ nhoû hôn. Vaäy ta choïn khaâu phaûn hoài aâm toác ñoä ñeå naâng cao chaát löôïng cho heä : - Ta xaây döïng sô ñoà maïch kín nhö sau : Theo sô ñoà maïch kín, ta coù : L Uñaët · · Æ · · · · · · ÑC · FT Æ Æ Æ · Æ Upw Uñk - Ñeå cho heä laøm vieäc ñöôïc oån ñònh vaø coù chaát löôïng toát, ta caàn ñöa theâm vaøo caùc khaâu hieäu chænh noái tieáp PID ( goàm caùc khaâu tích phaân, vi phaân tæ leä ). Luùc naøy ta coù sô ñoà caáu truùc cuûa heä nhö sau : w · Upw Uñk Wreg(P) WCL(P) WÑC(P) Kpw - Caùc khaâu trong sô ñoà caáu truùc cuûa heä : + Wreg(P) – haøm truyeàn cuûa khaâu hieäu chænh noái tieáp; + WCL(P) – haøm truyeàn cuûa boä chænh löu; + WÑC(P) – haøm truyeàn cuûa ñoäng cô ñieän moät chieàu. Do nhieäm vuï thieát keá khoâng yeâu caàu xaùc ñònh chi tieát giaù trò cuûa caùc haøm truyeàn, vaø do thôøi gian coù haïn neân khoâng xaùc ñònh cuï theå giaù trò cuûa caùc haøm truyeàn maø chæ ñöa ra daïng sô ñoà caáu truùc coù haøm truyeàn töôïng tröng nhö treân.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDchinh tocdo DC1chieu-98.doc