›
›

Bài giảng Truyền động điện - Chương 2: Điều khiển tốc độ động cơ DC

ppt 76 trang hapham 1820
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Truyền động điện - Chương 2: Điều khiển tốc độ động cơ DC", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pptbai_giang_truyen_dong_dien_chuong_2_dieu_khien_toc_do_dong_c.ppt

Nội dung text: Bài giảng Truyền động điện - Chương 2: Điều khiển tốc độ động cơ DC

  1. Chương 2 ĐiỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ DC 1
  2. Các loại động cơ DC thông dụng iư iư A1 F A1 F1 1 + + + + + V Vkt V - - - - - A2 F2 A2 F2 Động cơ DC Động cơ DC kích từ độc lập kích từ song song iư iư S1 S2 A1 S1 S2 A1 + F1 + + + V V - - - - A2 A2 F2 Động cơ DC Động cơ DC kích từ nối tiếp kích từ hỗn hợp 2
  3. Đặc tính động cơ DC w R ư iư Kích từ nối tiếp + + V E - - wđm Kích từ độc lập Kích từ hỗn hợp Mạch tương đương động cơ DC kích từ độc lập ở chế độ xác lập Mđm M Đặc tính cơ động cơ DC 3
  4. Đặc tính động cơ DC Phuơng trình cơ bản của động cơ DC: EK=w VERI=+uu MKI=u • K: hằng số, phụ thuộc cấu trúc động cơ (Wb) • Iư: dòng phần ứng (A) • V: điện áp phần ứng (V) • Rư: điện trở phần ứng ( ) • M: momen điện từ sinh ra trên trục động cơ • w : tốc độ góc trục động cơ (rad/s) 4
  5. Đặc tính động cơ DC kích từ độc lập Phuơng trình đặc tính cơ của động cơ DC: w V R Kích từ nối tiếp w =−u I KKu Hoặc: wđm Kích từ độc lập V R w =−u M Kích từ hỗn hợp K (K)2 M K đm M Với động cơ DC kích từ độc lập: = const Đặc tính cơ động cơ DC → Đặc tính cơ là đuởng thẳng 5
  6. Đặc tính động cơ DC kích từ nối tiếp Nếu động cơ làm việc trong vùng tuyến tính của đặc tính từ hoá:  = ()IKIu = kt u 2 Momen động cơ: MKIIKKI= ()u  u =  kt  u w Phuơng trình đặc tính cơ: Kích từ nối tiếp VVRR1 w = −uu = − KKIKKKK    kt u ktKKM kt kt wđm Kích từ độc lập R : điện trở phần ứng + điện trở cuộn kích từ u Kích từ hỗn hợp Mđm M Đặc tính cơ động cơ DC 6
  7. Đặc tính động cơ DC kích từ nối tiếp Động cơ kích từ nối tiếp: • Khả năng quá tải cao • Không dùng trong các ứng dụng có thể hoạt động với tải nhỏ hoặc không tải Động cơ kích từ hỗn hợp: • Dùng trong các ứng dụng cần khả năng chịu quá tải + hạn chế tốc độ không tải w Kích từ nối tiếp wđm Kích từ độc lập Kích từ hỗn hợp Mđm M 7 Đặc tính cơ động cơ DC
  8. Sơ lược các phương pháp điều khiển tốc độ động cơ DC M • Điều khiển điện trở phần ứng • Điều khiển điện áp phần ứng • Điều khiển từ thông P • Điều khiển hỗn hợp điện áp Iưđm I phần ứng và từ thông ư wđm wmax w Điều khiển điện Điều khiển từ áp phần ứng thông Giới hạn momen và tốc độ khi điều chỉnh điện áp phần ứng và từ thông 8
  9. Hãm tái sinh • Động cơ DC kích từ độc lập: |E| > |V| và dòng iư chảy theo hướng ngược lại so với chế độ động cơ. Cần có hệ thống BBĐ-ĐC thích hợp • Động cơ DC kích từ nối tiếp: Nối động cơ như một động cơ kích từ song song, hoặc dùng bộ chopper có cấu hình thích hợp 9
  10. Hãm động năng động cơ DC kích từ độc lập iư w A1 F1 + Rh1 + Rh Vkt - - A2 F2 Rh2 Hãm động năng kích từ độc lập iư Rh1 > Rh2 A1 F1 + Rh M - Đặc tính cơ hãm động năng A2 F2 động cơ DC kích từ độc lập Hãm động năng tự kích từ 10
  11. Hãm động năng động cơ DC kích từ nối tiếp w Rh1 iư S1 S2 A1 Rh2 + Rh - A2 R > R Hãm động năng động cơ DC h1 h2 kích từ nối tiếp M Đặc tính cơ hãm động năng động cơ DC kích từ nối tiếp 11
  12. Hãm ngược Rh iư - + w V - + Kích từ độc lập Hãm ngược động cơ kích từ độc lập Kích từ nối tiếp iư S1 S2 - + V - + M Đặc tính cơ động cơ DC Rh khi hãm ngược Hãm ngược động cơ kích từ nối tiếp 12
  13. Ví dụ tính toán Ví dụ 1: Động cơ DC kích từ độc lập có thông số: Vđm = 230V, nđm = 500v/ph, Iđm = 100A, Rư = 0.1. Tổn hao ma sát và quạt gió có thể bỏ qua. Động cơ mang tải định mức, momen tải không đổi theo tốc độ. Với n nđm, tốc độ động cơ thay đổi bằng cách giữ V=Vđm và giảm dòng kích từ. Tính: 1. Điện áp cung cấp cần thiết cho phần ứng để động cơ hoạt động ở 400v/ph. 2. Kích từ động cơ cần giảm bao nhiêu so với định mức để động cơ hoạt động với n = 800v/ph. 13
  14. Ví dụ tính toán Ví dụ 2: Động cơ ở ví dụ 1 bây giờ hoạt động với tải thế năng có M = 800Nm. Điện áp nguồn cung cấp cho động cơ V = 230V, kích từ động cơ giữ bằng định mức. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm tái sinh, hãy tính tốc độ động cơ khi đó. 14
  15. Ví dụ tính toán Ví dụ 3: Động ơ DC kích từ nối tiếp có đặc tính từ hóa khi đo ở n = 600v/ph là: Ikt(A) 20 30 40 50 60 70 80 E(V) 215 310 381 437 485 519 550 Điện trở Rư+Rkt = 1. Nếu động cơ hoạt động ở chế độ hãm động năng với tải Mc=400Nm và n=500v/ph thì cần thêm điện trở phụ lả bao nhiêu vào mạch phần ứng. Giả thiết tổn hao cơ không đáng kể và có thể bỏ qua. 15
  16. Ví dụ 3 (tt) Quan hệ K(Iư) và M(Iư) của động cơ: Iư (A) 20 30 40 50 60 70 80 K (Vs/rad) 3.4 4.9 6.06 6.96 7.72 8.26 8.75 M (Nm) 68 147 243 348 463 578 700 10 800 8 600 Tu thong 6 400 Momen Tu thong (Vs/rad) Tu thong 4 200 2 0 20 30 40 50 60 70 80 16 I (A)
  17. Hệ Máy phát – Động cơ (Hệ F-Đ) + + F Đ Tải - - Động cơ sơ cấp + + V Vktđ ktf - - 17
  18. Hệ Máy phát – Động cơ (Hệ F-Đ) Phương trình đặc tính cơ hệ F-Đ: EEFFRRRRu++ F u F w = −IMu = − KKK   (K)2 Khuyết điểm: • Công suất lắp đặt lớn • Từ dư của máy phát ảnh hưởng việc điều chỉnh động cơ xuống tốc độ thấp 18
  19. Tổng quan về hệ thống Bộ chỉnh lưu – Động cơ 19
  20. Các dạng mạch thông dụng Chỉnh lưu cầu 1 pha Chỉnh lưu cầu 1 pha Chỉnh lưu tia 1 pha điều khiển bán phần điều khiển toàn phần i iư iư ư + + + + Vs V d + + - - Vs Vd Vs Vd - - - - E E Iư Iư 20
  21. Các dạng mạch thông dụng Chỉnh lưu cầu 3 pha Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển bán phần điều khiển toàn phần i iư ư + + + + Vs Vd Vs Vd - - - - E E Iư Iư 21
  22. Các dạng mạch thông dụng + Vs Vs - E Iư 22
  23. Đánh giá chất lượng hệ thống Các thông số đánh giá chất lượng hệ thống BBĐ-ĐCDC 1. Đặc tính cơ của hệ thống 2. Tính chất dòng điện phần ứng: liên tục hoặc gián đoạn? 1 tT1 + 3. Dòng phần ứng trung bình: I= i dt uuT t1 (Với động cơ DC kích từ độc lập: MIu ) 1 tT1 + 4. Dòng phần ứng hiệu dụng: I= i2 dt uhdT u t1 (Tổn hao đồng phần ứng Iưhd) 5. Dòng phần ứng đỉnh iu max : sự chuyển mạch ở cổ góp động cơ phụ thuộc giá trị 23
  24. Đánh giá chất lượng hệ thống Các thông số đặc trưng ảnh hưởng của hệ lên nguồn cung cấp: 1. Hệ số công suất (HSCS) ngõ vào BBĐ (nếu điện áp ngõ vào hình sin): P VIcos HSCS = = P 11 S VIPP 2. Hệ số méo dạng (THD-Total Harmonic Distortion) dòng ngõ vào BBĐ: I 2  n ()II22− THD(%)=n=2 100 =1 100 II11 Lưu ý: Dùng phân tích Fourier, dòng điện i có thể phân tích thành: thành phần trung bình và các hài từ bậc 1 trở lên: i= I0 + 2 Inn sin( nw t + ) n=1 24
  25. Điện áp ngõ ra của bộ chỉnh lưu • Giả thiết BCL ở chế độ dòng liên tục • Vd: điện áp trung bình ngõ ra BCL • Vs: trị hiệu dụng áp pha ngõ vào BCL • : góc kích 25
  26. Điện áp ngõ ra của bộ chỉnh lưu iư + + Chỉnh lưu 1 pha, bán sóng: Vs Vd - 2 - VVds=+(1 cos ) 2 iư + + Chỉnh lưu 1 pha cầu, điều khiển bán phần: Vs Vd 2 - VVds=+(1 cos ) - iư Chỉnh lưu 1 pha cầu, điều khiển toàn phần: + 22 + VVds= cos V V s d - - 26
  27. Điện áp ngõ ra của bộ chỉnh lưu a b Chỉnh lưu 3 pha tia: c + 36 Vd Vs - VVds= cos 2 n iư Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần: + + 36 Vd VVds=+(1 cos ) - 2 Vs n - Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần: iư + 36 + VVds= cos Vd - Vs n - 27
  28. Khảo sát đáp ứng của hệ thống BCL + ĐC Thông số động cơ DC khảo sát: Pđm = 11kW, Vđm = 220V, Iđm = 50A, nđm = 2000v/ph, Kđm = 1.052V.s/rad Rư = 0.25Ohm, Lư = 10mH, có thể thêm điện kháng ngoài vào mạch phần ứng. 28
  29. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d 0 v -500 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=78o, E = 110V) Chế độ dòng liên tục 29
  30. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=78o, E = 110V) Chế độ dòng liên tục 30
  31. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 E d 0 v -500 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=85o, E = 165V) Chế độ dòng gián đoạn 31
  32. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 1 pha ĐK bán phần + ĐCDC 400 350 300 250 ) s / d a 200 r ( w w (rad/s) w = 0 o 150 30 60o 100 90o 50 150o 120o 0 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm) 32
  33. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 1 pha ĐK bán phần + ĐCDC 400 350 300 250 ) s / d a r 200 ( w w (rad/s) w = 0 o 150 30 60o 100 90o 50 o 150o 120 0 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 1 pha 33 điều khiển bán phần (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm)
  34. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 500 S 0 v -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 150 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập o (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=52 , E = 110V) Chế độ dòng liên tục 34
  35. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 150 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập o (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=52 , E = 110V) Chế độ dòng liên tục 35
  36. Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 150 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 Ohm, alpha=65o, V = 240V, E = 165V) ư ư s 36 Chế độ dòng gián đoạn
  37. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 1 pha ĐK toàn phần + ĐCDC 400 300 200 = 0 30o 100 60o ) s / d a 0 r ( o 90 w w (rad/s) w -100 120o -200 150o -300 -400 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 1 pha 37 điều khiển toàn phần (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm)
  38. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 1 pha ĐK toàn phần + ĐCDC 400 300 200 = 0o 30o 100 60o 0 90o w (rad/s) w -100 120o -200 150o -300 -400 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm) 38
  39. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 1 pha ĐK toàn phần + ĐCDC 400 300 Lư = 10mH o 20mH = 60 200 30mH 100 0 w (rad/s) w -100 -200 -300 -400 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần với góc kích alpha = 60o , và các giá trị 39 Lư khác nhau ( Rư = 0.25 Ohm)
  40. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần 200 S v 0 -200 100 S i 0 -100 200 d v 0 -200 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập o (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=54 , Vs = 100V, E = 110V) 40 Chế độ dòng liên tục
  41. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần 200 S v 0 -200 100 S i 0 -100 200 d v 0 -200 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập o (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=54 , Vs = 100V, E = 110V) Chế độ dòng liên tục 41
  42. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển toàn phần 200 S v 0 -200 10 S i 0 -10 200 d v 0 -200 10 d i 5 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập o (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, alpha=52 , Vs = 100V, E = 165V) Chế độ dòng gián đoạn 42
  43. Ảnh hưởng Lư lên đặc tính cơ của hệ thống Chỉnh lưu 3 pha ĐK toàn phần + ĐCDC 400 300 200 = 0o 30o 100 60o 0 90o w (rad/s) w -100 120o -200 150o -300 -400 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 43 3 pha điều khiển toàn phần (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm)
  44. Đặc tính cơ của hệ thống 400 300 200 = 0o 30o 100 60o 0 90o w (rad/s) w -100 120o -200 150o -300 -400 0 50 100 150 M (Nm) Đặc tính cơ động cơ DC kích từ độc lập với chỉnh lưu 44 3 pha điều khiển toàn phần (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm)
  45. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T3,T4 sang T1,T2 T1 T3 vLs vs vd T4 T2 45
  46. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T3,T4 sang T1,T2 vs is1 is 1  =  + 1 2 vd v  s 46
  47. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T5 sang T1 vd 47
  48. Hiện tượng chuyển mạch Xét bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần, dòng Id liên tục và phẳng Chuyển mạch từ T5 sang T1 Mạch tuơng đuơng trong quá trình chuyển mạch như hình duới vd 48
  49. Hiện tượng chuyển mạch vcn van v bn vcn vPn  () + 49
  50. Ảnh hưởng của Ls lên đáp ứng của bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Ánh hưởng của chuyển mạch khi có Ls = 1mH trên đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển bán phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, o 50 alpha=78 , Vs = 100V, E = 110V)
  51. Ảnh hưởng của Ls lên đáp ứng của bộ chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần 500 S v 0 -500 100 S i 0 -100 500 d v 0 -500 150 100 d i 50 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Ánh hưởng của chuyển mạch khi có Ls = 1mH trên đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 1 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 20mH, Rư = 0.25 Ohm, o 51 alpha=52 , Vs = 100V, E = 110V)
  52. Ảnh hưởng của Ls lên đáp ứng của bộ chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần 200 S v 0 -200 100 S i 0 -100 200 d v 0 -200 100 d i 50 0 Time (s) Ánh hưởng của chuyển mạch khi có Ls = 1mH trên đáp ứng dòng áp của cầu chỉnh lưu 3 pha điều khiển toàn phần với động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 Ohm, o 52 alpha=54 , Vs = 100V, E = 110V)
  53. Ảnh huởng của hiện tuợng chuyển mạch Điện áp ngõ ra của cầu chỉnh lưu bị giảm xuống Vcm Điện áp trung bình ngõ ra chỉnh lưu khi tính đến hiện tượng chuyển mạch: VVVd = d − cm Sụt áp trung bình do chuyển mạch: XI • Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển bán phần: =V sd cm 2XI • Chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển toàn phần: =V sd cm 3XI • Chỉnh lưu 3 pha tia: =V sd cm 2 3XI • Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển bán phần: =V sd cm • Chỉnh lưu 3 pha cầu điều khiển toàn phần: 53 Trong đó: Xss= 2 fL
  54. Ảnh huởng của hiện tuợng chuyển mạch Góc chuyển mạch  tính từ công thức: V V =do (cos − cos( +  )) cm 2 • Vdo: điện áp ra cực đại của bộ chỉnh lưu ( = 0 ) Góc kích tối đa của bộ chỉnh lưu khi kể tới chuyển mạch: max= −  max −  •  : góc tắt của SCR (tương ứng với thời gian tắt toff của SCR) 54
  55. Ảnh huởng của hiện tuợng chuyển mạch lên góc kích tối đa của chỉnh lưu is vd 55
  56. Đảo chiều dòng phần ứng T N + - N T L1 + Vs Vs - L2 56
  57. Tổng quan về hệ thống Bộ Chopper – Động cơ DC 57
  58. Bộ chopper lớp A R Lư iS S ư iư + + + V vd E - D - - Chopper lớp A E Điện áp trung bình ngõ ra: VVd = Iư 58
  59. Bộ chopper lớp A 1.5 S dẫn 1 S 0.5 S tắt 0 300 200 d v 100 0 20 ư i 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp A + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz  = 0.37, V = 240V, E = 82V) 59 Chế độ dòng liên tục
  60. Bộ chopper lớp A 1.5 S dẫn 1 S 0.5 S tắt 0 300 200 d v 100 0 60 40 ư i 20 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp A + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 100Hz  = 0.37, V = 240V, E = 82V) 60 Chế độ dòng gián đoạn
  61. Nguyên lý mạch PWM cho bộ chopper Ut* (t/h đặt) uđk Tín hiệu U (t/h điều khiển t Bộ so sánh hồi tiếp) khóa bán dẫn vustp (sóng răng cưa) a. Nguyên lý mạch tạo tín hiệu PWM u vspt (sóng răng cưa) uđk Up uđk > up Tín hiệu điều khiển khóa bán dẫn T1 uđk < up T2 T b. Dạng sóng ngõ vào và ngõ ra của bộ so sánh 61 Nguyên lý mạch điều rộng xung (PWM)
  62. Bộ chopper lớp B D Rư Lư iS iư + + + V vd E - - S - Chopper lớp B E Điện áp trung bình ngõ ra: VVd =−(1 ) Iư 62
  63. Bộ chopper lớp B 1.5 S dẫn 1 S 0.5 S tắt 0 300 200 d v 100 0 20 ư i 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp B + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz  = 0.68, V = 240V, E = 82V) 63 Chế độ dòng liên tục
  64. Bộ chopper lớp B 1.5 S dẫn 1 S 0.5 S tắt 0 300 200 d v 100 0 40 ư i 20 0 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp B + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 100Hz ư ư sw 64  = 0.6, V = 240V, E = 82V) Chế độ dòng gián đoạn
  65. Bộ chopper lớp C iS E S1 + iư Iư - + V S2 E, v d Rư, - Lư Điện áp trung bình ngõ ra: Chopper lớp C VVd = 65
  66. Bộ chopper lớp C 1.5 1 1 S 0.5 0 1.5 2 1 S 0.5 0 300 200 d v 100 0 20 ư 10 i 0 20 S 10 i 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp C + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz  = 0.47, V = 240V, E = 110V) 66 Trường hợp: Iư > 0
  67. Bộ chopper lớp C 1.5 1 1 S 0.5 0 1.5 1 2 S 0.5 0 300 d 200 v 100 0 0 ư -10 i -20 0 S i -10 -20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp C + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz  = 0.44, V = 240V, E = 110V) 67 Trường hợp: Iư < 0
  68. Bộ chopper lớp C 1.5 1 1 S 0.5 0 1.5 2 1 S 0.5 0 300 d 200 v 100 0 50 ư i 0 -50 50 S i 0 -50 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 0.035 0.04 Time (s) Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp C + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 100Hz ư ư sw 68  = 0.44, V = 240V, E = 110V) Iư > 0
  69. Bộ chopper lớp D iS E S1 D2 E, Rư, Lư iư + Iư - + - V vd D1 S2 Chopper lớp D Điện áp trung bình ngõ ra: VVd =−2( 0.5) 69
  70. Bộ chopper lớp D 2 1 S 1 0 T 2T 2T T+2T 2 2 S 1 0 T 2T 2T 300 T+2T d 200 v 100 0 T 2T 2T T+2T 20 ư 10 i 0 20 S i 10 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp D + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 1000Hz  = 0.74, V = 240V, E = 110V) 70 Chế độ động cơ ( > 0.5), E>0
  71. Bộ chopper lớp D 2 1 S 1 0 2T T T+2T 2T 2 2 1 S 0 2T T T+2T 2T 0 -100 d v -200 -300 20 ư 10 i 0 0 S i -10 -20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp D + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 1000Hz ư ư sw 71  = 0.3, V = 240V, E = -110V) Chế độ hãm tái sinh (<0.5)
  72. Bộ chopper lớp E iS E S1 E, Rư, Lư S3 i + ư Iư - + - V vd S4 S2 Điện áp trung bình ngõ ra: Chopper lớp E VVd =−2( 0.5) 72
  73. Bộ chopper lớp E 1 1 S 0 T 2T 2T T+2T 2 1 S 0 3 1 S 0 1 4 S 0 200 d v 0 T 2T 2T T+2T 20 ư i 0 20 S i 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Time (ms) -3 x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp E + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 500Hz ư ư sw 73  = 0.74, V = 240V, E = 110V) E > 0, Iư > 0
  74. Bộ chopper lớp E 1 1 S 0 T 2T 2T T+2T 2 1 S 0 3 1 S 0 4 1 S 0 d 200 v 0 T 2T 2T T+2T 0 ư i -20 0 S i -20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 -3 Time (ms) x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp E + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 500Hz ư ư sw 74  = 0.74, V = 240V, E = 110V) E > 0, Iư < 0
  75. Bộ chopper lớp E 1 1 S 0 T 2T 2T T+2T 2 1 S 0 3 1 S 0 4 1 S 0 0 d v -200 T 2T 2T T+2T 0 ư i -20 20 S i 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Time (ms) -3 x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp E + động cơ DC kích từ độc lập (Lư = 10mH, Rư = 0.25 , fsw = 500Hz  = 0.26, V = 240V, E = -110V) 75 E < 0, Iư < 0
  76. Bộ chopper lớp E 1 1 S 0 T 2T 2T T+2T 1 2 S 0 3 1 S 0 4 1 S 0 0 d v -200 20 T 2T 2T T+2T ư i 0 0 S i -20 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Time (ms) -3 x 10 Đáp ứng của hệ thống Chopper lớp E + động cơ DC kích từ độc lập (L = 10mH, R = 0.25 , f = 500Hz ư ư sw 76  = 0.28, V = 240V, E = -110V) E 0