TRƯỜNG ĐẠI HỌC CNTT & TRUYỀN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HĨA

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN
Đề tài:

THIẾT KẾ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ
ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU DÙNG CHỈNH LƯU TIA 3 PHA

Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN ĐỨC MẠNH

Lớp:

CNTĐH - K19A

Giảng viên hướng dẫn:

VŨ THỊ OANH

Thái Nguyên, năm 2023
LỜI NÓI ĐẦU


Ngày nay, nền kinh tế của nước ta đang trên đà phát triển mạnh mẽ theo hướng
Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa. Động cơ điện ngày càng được sử dụng rộng rãi trong
các ngành nghề từ nhỏ đến lớn. Để thực hiện được việc này, yêu cầu đặt ra phải thiết kế
được các hệ truyền động và các bộ điều khiển đáp ứng tốt các yêu cầu của hệ thống sử
dụng, đáp ứng tốt các đặc điểm như đảo chiều quay, thời gian quá độ ngắn, độ quá điều

chỉnh thấp,...
Trong q trình học mơn Truyền động điện, em có nhận được đồ án: “Thiết kế hệ
truyền động T – Đ điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều dùng chỉnh lưu tia 3 pha
”.
Do kiến thức còn hạn chế, trong phạm vi thời gian có hạn, lượng kiến thức lớn nên
bản đồ án khơng khỏi có những sai sót. Em mong nhận được sự góp xây dựng của các
thầy, cô giáo cũng như bè bạn để bản đồ án được hồn thiện hơn. Trong q trình làm đồ
án em đã nhận được sự giúp đỡ, hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy, cơ giáo cũng
như sự góp ý xây dựng của các bạn bè. Đặc biệt là sự giúp đỡ của Th.s Vụ Thị Oanh và
các thầy cô giáo công tác trong Khoa Công Nghệ Kỹ Thuật Điều Khiển và Tự Động Hóa.
Em xin chân thành cảm ơn.!
Thái Nguyên, tháng 3 năm 2023.
Sinh viên thực hiện
Mạnh
Nguyễn Đức Mạnh


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU.
Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều.
1.1. Cấu tạo.
- Động cơ điện một chiều có thể phân thành hai phần chính: Phần tĩnh và phần
động.

Hình 1.1. Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều.
1. Cổ góp điện.

5. Cuộn dây kích từ.

2. Chổi than.


6. Stator.

3. Rotor.

7. Cuộn dây phần ứng.

4. Cực từ.
- Phần tĩnh stator hay cịn gọi là phần kích từ động cơ, là bộ phận sinh ra từ trường
nó gồm có:
+ Mạch từ và dây cuốn kích từ lồng ngồi mạch từ (nếu động cơ được kích từ
bằng nam châm điện), mạch từ được làm băng sắt từ (thép đúc, thép đặc). Dây quấn kích
thích hay cịn gọi là dây quấn kích từ được làm bằng dây điện từ, các cuộn dây điện từ
nay được mắc nối tiếp với nhau.
+ Cực từ chính: Là bộ phận sinh ra từ trường gồm có lõi sắt cực từ và dây quấn
kích từ lồng ngồi lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ làm bằng những lá thép kỹ thuật điện hay
thép cacbon dày 0,5 đến 1mm ép lại và tán chặt. Trong động cơ điện nhỏ có thể dùng


thép khối. Cực từ được gắn chặt vào vỏ máy nhờ các bulơng. Dây quấn kích từ được
quấn bằng dây đồng bọc cách điện và mỗi cuộn dây đều được bọc cách điện kỹ thành một
khối, tẩm sơn cách điện trước khi đặt trên các cực từ. Các cuộn dây kích từ được đặt trên
các cực từ này được nối tiếp với nhau.
+ Cực từ phụ: Cực từ phụ được đặt trên các cực từ chính. Lõi thép của cực từ phụ
thường làm bằng thép khối và trên thân cực từ phụ có đặt dây quấn mà cấu tạo giống như
dây quấn cực từ chính. Cực từ phụ được gắn vào vỏ máy nhờ những bulông.
+ Gông từ: Gông từ dùng làm mạch từ nối liền các cực từ, đồng thời làm vỏ
máy.Trong động cơ điện nhỏ và vừa thường dùng thép dày uốn và hàn lại, trong máy điện
lớn thường dùng thép đúc. Có khi trong động cơ điện nhỏ dùng gang làm vỏ máy.
+ Các bộ phận khác:

Nắp máy: Để bảo vệ máy khỏi những vật ngoài rơi vào làm hư hỏng dây quấn và
an toàn cho người khỏi chạm vào điện. Trong máy điện nhỏ và vừa nắp máy cịn có tác
dụng làm giá đỡ ổ bi. Trong trường hợp này nắp máy thường làm bằng gang.
Cơ cấu chổi than: Để đưa dòng điện từ phần quay ra ngồi. Cơ cấu chổi than bao
gồm có chổi than đặt trong hộp chổi than nhờ một lị xo tì chặt lên cổ góp. Hộp chổi than
được cố định trên giá chổi than và cách điện với giá. Giá chổi than có thể quay được để
điều chỉnh vị trí chổi than cho đúng chỗ, sau khi điều chỉnh xong thì dùng vít cố định lại.
- Phần quay rotor gồm 4 bộ phận chính:
+ Phần sinh ra sức điện động:
Mạch từ được làm bằng vật liệu sắt từ (lá thép kĩ thuật) xếp lại với nhau. Trên
mạch từ có các rãnh để lồng dây quấn phần ứng.
Cuộn dây phần ứng: Gồm nhiều bối dây nối với nhau theo một quy luật nhất định.
Mỗi bối dây gồm nhiều vòng dây các đầu dây của bối dây được nối với các phiến đồng
gọi là phiến góp, các phiến góp đó được ghép cách điện với nhau và cách điện với trục
gọi là cổ góp hay vành góp. Tì trên cổ góp là cặp trổi than làm bằng than graphit và được
ghép sát vào thành cổ góp nhờ lị xo.
+ Lõi sắt phần ứng: Dùng để dẫn từ, thường dùng những tấm thép kỹ thuật điện
dày 0,5mm phủ cách điện mỏng ở hai mặt rồi ép chặt lại để giảm tổn hao do dòng điện


xốy gây nên. Trên lá thép có dập hình dạng rãnh để sau khi ép lại thì đặt dây quấn vào.
Trong những động cơ trung bình trở lên người ta cịn dập những lỗ thơng gió để khi ép lại
thành lõi sắt có thể tạo được những lỗ thơng gió dọc trục.
+ Dây quấn phần ứng: Dây quấn phần ứng là phần phát sinh ra suất điện động và
có dịng điện chạy qua, dây quấn phần ứng thường làm bằng dây đồng có bọc cách điện.
Trong máy điện nhỏ có cơng suất dưới vài Kw thường dùng dây có tiết diện tròn. Trong
máy điện vừa và lớn thường dùng dây tiết diện chữ nh ật, dây quấn được cách điện cẩn
thận với rãnh của lõi thép. Để tránh khi quay bị văng ra do lực li tâm, ở miệng rãnh có
dùng nêm để đè chặt hoặc đai chặt dây quấn. Nêm có thể làm bằng tre, gỗ hay bakelit.
+ Cổ góp: Cổ góp gồm nhiều phiến đồng có được mạ cách điện với nhau bằng lớp

mica dày từ 0,4 đến 1,2mm và hợp thành một hình trục trịn. Hai đầu trục trịn dùng hai
hình ốp hình chữ V ép chặt lại. Giữa vành ốp và trụ tròn cũng cách điện bằng mica. Đi
vành góp có cao lên một ít để hàn các đầu dây của các phần tử dây quấn và các phiến góp
được dễ dàng.
1.2. Phân loại và ưu nhược điểm của động cơ điện một chiều.
1.2.1. Phân loại.
Khi xem xét động cơ điện một chiều cũng như máy phát điện một chiều người ta
phân loại theo cách kích thích từ các động cơ. Theo đó ta có 4 loại động cơ điện một
chiều thường sử dụng:
- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kích từ được cung
cấp từ hai nguồn riêng rẽ.
- Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song
song với phần ứng.
- Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tếp với
phần ứng.
- Động cơ điện một chiều kích từ hỗn hợp: Gồm có 2 cuộn dây kích từ, một cuộn
mắc song song với phần ứng và một cuộn mắc nối tiếp với phần ứng.


1.2.2. Ưu, nhược điểm của động cơ điện 1 chiều.
Do tính ưu việt của hệ thống điện xoay chiều: để sản xuất, để truyền tải,...cả máy
phát và động cơ điện xoay chiều đều có cấu tạo đơn giản và cơng suất lớn, dễ vận hành,
mà máy điện (động cơ điện) xoay chiều ngày càng được sử dụng rộng rãi và phổ biến.
Tuy nhiên động cơ điện một chiều vẫn giữ một vị trí nhất định trong cơng nghiệp giao
thơng vận tải, và nói chung ở các thiết bị cần điều khiển tốc độ quay liên tục trong phạm
vi rộng (như trong máy cán thép, máy công cụ lớn, đầu máy điện,...). Mặc dù so với động
cơ không đồng bộ để chế tạo động cơ điện một chiều cùng cỡ thì giá thành đắt hơn do sử
dụng nhiều kim loại màu hơn, chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp hơn. Nhưng do những
ưu điểm của nó mà máy điện một chiều vẫn không thể thiếu trong nền sản xuất hiện đại.
- Ưu điểm: Động cơ điện 1 chiều có thể dùng làm động cơ điện hay máy phát điện

trong những điều kiện làm việc khác nhau. Song ưu điểm lớn nhất của động cơ điện một
chiều là điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải. Nếu như bản thân động cơ không đồng bộ
không thể đáp ứng được hoặc nếu đáp ứng được thì phải chi phí các thiết bị biến đổi đi
kèm (như bộ biến tần....) rất đắt tiền thì động cơ điện một chiều khơng những có thể điều
chỉnh rộng và chính xác mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời
lại đạt chất lượng cao.
- Nhược điểm: Nhược điểm chủ yếu của động cơ điện một chiều là có hệ thống cổ
góp - chổi than nên vận hành kém tin cậy và khơng an tồn trong các mơi trường rung
chấn, dễ cháy nổ.
1.3. Nguyên lí hoạt động.
Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu,
hay nam châm điện, rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều,
một phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều là bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ
là đổi chiều dịng điện trong khi chuyển động quay của rotor là liên tục. Thơng thường bộ
phận này gồm có một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.


Hình 1.2. Ngun lí hoạt động.
Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển động
quay của rotor.
Pha 2: Rotor tiếp tục quay.
Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor cùng
dấu, trở lại pha 1.
Nếu trục của một động cơ điện một chiều được kéo bằng 1 lực ngoài, động cơ sẽ
hoạt động như một máy phát điện một chiều, và tạo ra một sức điện động cảm ứng
Electromotive force (EMF). Khi vận hành bình thường, rotor khi quay sẽ phát ra một điện
áp gọi là sức phản điện động counter - EMF (CEMF) hoặc sức điện động đối kháng, vì nó
đối kháng lại điện áp bên ngoài đặt vào động cơ. Sức điện động này tương tự như sức
điện động phát ra khi động cơ được sử dụng như một máy phát điện (như lúc ta nối một
điện trở tải vào đầu ra của động cơ, và kéo trục động cơ bằng một ngẫu lực bên ngoài).

Như vậy điện áp đặt trên động cơ bao gồm 2 thành phần: sức phản điện động và điện áp
giáng tạo ra do điện trở nội của các cuộn dây phần ứng.
1.4. Đặc tính cơ của máy điện một chiều.
Quan hệ giữa tốc độ và mômen động cơ gọi là đặc tính cơ của động cơ.
ω = f(M) hoặc n = f(M).
Quan hệ giữa tốc độ và mômen của máy sản xuất gọi là đặc tính cơ của máy sản
xuất.
ωc= f(Mc) hoặc nc= f(Mc).
Ngồi đặc tính cơ, đối với động cơ điện một chiều người ta còn sử dụng đặc tính
cơ điện. Đặc tính cơ điện biểu diễn quan hệ giữa tốc độ và dòng điện trong mạch động
cơ:


ω = f(I) hoặc n = f(I).

Hình 1.3. Sơ đồ động cơ kích từ độc lập.
Phương trình mạch phần ứng:
Trong đó:

Uư = Eư + (Rư + Rf)Iư.

Uư

điện áp phần ứng (V).

Eư

sức điện động phần ứng (V).

Rư


điện trở của mạch phần ứng (Ω).).

Rf

điện trở của mạch phần ứng (Ω).).

Với

Rư = rư + rcf + rb + rct.

Rư

điện trở cuộn dây phần ứng (Ω).).

rcf

điện trở cuộn cực từ phụ (Ω).).

rb

điện trở cuộn bù (Ω).).

rct

điện trở tiếp xúc chổi than (Ω).).

Sức điện động Eư của phần ứng động cơ được xác định theo biểu thức:
Eư =


pN
φω=k φω
2 πaa
.

Trong đó:
p

số đơi cực từ chính.

N

số thanh dẫn tác dụng của cuộn dây phần ứng.

a

số đôi mạch nhánh song song của cuộn dây phần ứng.

ϕ

từ thông kích từ dưới một cực từ.

ω

tốc độ góc, rad/s.


pN
k = 2 πaa hệ số cấu tạo của động cơ.


Nếu biểu diễn sức điện động theo tốc độ quay n (vịng/phút) thì:
Eư= Ke.ϕn.
2 πan
n
pN
=
φn
Với ω = 60 9. 55 . Vì vậy: Eư = 60 a
.
pN
60a
Ke =

là hệ số sức điện động của động cơ.

K
9. 55 ≈ 0,105K.

Ke =

Từ các biểu thức trên ta có:

ω=

Uu
Kφ

−

Ru +R f

Kφ

Iu

.

Là phương trình đặc tính cơ điện.

Mặt khác, mơmen điện từ Mđt của động cơ được xác định bởi:
Mđt = KϕIư.

M đt
=> Iư =

Kφ .

Thay giá trị Iư vào phương trình đặc tính của động cơ ta được:
ω=

Uu
Kφ

−

Ru +R f
( Kφ)2

. M đt

.


Nếu bỏ qua các tổn thất cơ và tổn thất thép thì mơmen cơ trên trục động cơ bằng
mơmen điện từ, ta ký hiệu là M. Nghĩa là Mđt = Me = M. Khi đó ta được:
ω=

Uu
Kφ

−

Ru +R f
( Kφ)2

.M

.

Đây là phương trình đặc tính cơ của động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Giả thiết phản ứng phần ứng được bù đủ, từ thơng ϕ = Const, thì các phương trình
đặc tính cơ điện và phương tình đặc tính cơ là tuyến tính.
Khi Iư = 0 hoặc M = 0, ta có:


ω=

Uu
Kφ

=ω 0


.

ω0 gọi là tốc độ không tải lý tưởng của động

cơ.

Iu=

Khi ω = 0, ta có:

U
=I
Ru −R f nm Và M = KϕI = M . I .
nm
nm nm

a. Đặc tính cơ điện tự nhiên.

b. Đặc tính cơ tự nhiên.

Hình 1.4. Đường đặc tính cơ.
Inm, Mnm: được gọi là dịng điện ngắn mạch và mơmen ngắn mạch.
Mặt khác từ phương trình đặc tính điện và phương trình đặc tính cơ cũng có thể
được viết dưới dạng:

ω=
ω=

Uu
Kφ

Uu

−

RI
=ω − Δω
Kφ 0
.

R
.M
Kφ ( Kφ)2
.

ω 0=
Δω=

−

Uu
Kφ .

RM
Kφ = ( Kφ )

RI u

gọi là độ sụt tốc độ ứng với giá trị của M.



1.5. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ 1 chiều.
Điều chỉnh tốc độ động cơ điện là biến đổi tốc độ một cách chủ động, theo yêu cầu
đặt ra cho các quy luật chuyển động của bộ phận làm việc mà không phụ thuộc mômen
phụ tải trên trục động cơ.
Về phương diện điều chỉnh tốc độ động cơ điện 1 chiều có nhiều ưu việt hơn so
với động cơ khác, khơng những nó có khả năng thay đổi tốc độ một cách dễ dàng mà cấu
trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn. Đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao
trong dải điều chỉnh tốc độ rộng.
1.5.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thêm điện trở phần ứng.

Hình 1.5. Sơ đồ đặc tính cơ nhân tạo thêm điện trở phụ.
Giả thiết rằng Uư = Uđm = Const và ϕ = ϕđm= Const.
Muốn thay đổi điện trở mạch phần ứng ta nối thêm điện trở phụ R f vào mạch phần
ứng.
Trong trường hợp này tốc độ không tải lý tưởng:
ω 0=

U đm
Kφ đm

=Const

.

Độ cứng đặc tính cơ:
2

ΔM ( Kφ đm )
β=
=

=var
Δω Ru + R f
.


Khi Rf càng lớn β càng nhỏ nghĩa là đặc tính cơ càng dốc. Ứng với R f = 0, ta có
2

β TN =

đặc tính cơ tự nhiên:

( Kφdm )
Ru

.

ΒTN có giá trị lớn nhất nên đặc tính cơ tự nhiên có độ cứng hơn tất cả các đường
đặc tính có điện trở phụ. Như vậy khi thay đổi điện rơi R f ta được một họ đặc tính biến
trở ứng với mổi phụ tải Mc nào đó, nếu Rf càng lớn thì tốc độ cơ càng giảm, đồng thời
dịng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch cũng giảm. Cho nên người ta thường sử
dụng phương pháp này để hạn chế dòng điện và điều chỉnh tốc độ động cơ phía dưới tốc
độ cơ bản.
1.5.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng.
Có 2 phương pháp cơ bản để điều khiển tốc độ động cơ bằng điện áp:
+ Điều chỉnh điện áp cấp cho phần ứng động cơ.
+ Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ động cơ.
Giả thiết từ thông ϕ = ϕđm = const, điện trở phần ứng Rư = const. Khi thay đổi điện
áp theo hướng giảm so với Uđm, ta có:
Tốc độ khơng tải:


ω0 x=

Ux
=Var
Kφ đm

Độ cứng đặc tính cơ:
β=−

( Kφ )2
=Const
Ru
.


Hình 1.6. Sơ đồ đặc tính cơ khi tháy đổi điện áp.
Như vậy khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ
song song.
Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp (giảm áp) thì mơmen ngắn mạch, dịng điện ngắn
mạch của động cơ giảm và tốc độ động cơ củng giảm ứng với một phụ tải nhất định. Do
đó phương pháp này củng được sử dụng để điều chỉnh tốc độ động cơ và hạn chế dòng
điện khi khởi động.
1.5.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách điều chỉnh từ thông.
Giả thiết điện áp phần ứng Uư = Uđm = Const. Điện trở phần ứng Rư = Const. Ta có:
Tốc độ khơng tải:

Độ cứng đặc tính cơ:
2


β=−

( Kφx )
Ru

=Var
.

Do cấu tạo của động cơ điện, thực tế thường điều chỉnh giảm từ thông. Nên khi từ
thơng giảm thì ω0x tăng, cịn β giảm ta có một họ đặc tính cơ với ω 0x tăng dần và độ cứng
của đặc tính giảm dần khi giảm từ thơng. Khi thay đổi từ thơng:
Dịng điện ngắn mạch:
U đm

Inm =

Ru

=Const

Mômen ngắn mạch:
Mnm=KϕxInm=Var.

.


a. Đường đặc tính cơ điện.

b. Đường đặc tính cơ.


Hình 1.7. Đường đặc tính khi thay đổi từ thơng.
Các đặc tính cơ điện và đặc tính của động cơ khi giảm từ thơng. Với dạng mơmen
phụ tải Mc thích hợp với chế độ làm việc của động cơ khi giảm từ thơng tốc độ động cơ
tăng lên.
1.6. Các đặc tính cơ khi hãm động cơ 1 chiều kích từ độc lập.
Hãm là trạng thái mà động cơ sinh ra mômen quay ngược chiều với tốc độ, hay
còn gọi là chế độ máy phát. Động cơ điện một chiều kích từ độc lập có ba trạng thái hãm:
1.6.1. Hãm tái sinh.
Hãm tái sinh khi tốc độ quay của động cơ lớn hơn tốc độ không tải lý tưởng (ω >
ω0). Khi hãm tái sinh, sức điện động của động cơ lớn hơn điện áp nguồn (E > U ư), động
cơ làm việc như một máy phát song song với lưới và trả năng lượng về nguồn, lúc này thì
dịng hãm và mômen hãm đã đổi chiều so với chế độ động cơ.
Khi hãm tái sinh:
U , −Eu,

K φω 0−K φω
R
R
M h =K . φ . I h <0
I h=

u

=

- Một số trường hợp hãm tái sinh:
+ Hãm tái sinh khi ω > ω 0: Lúc này máy sản suất như là nguồn động lực quay rôto
động cơ, làm cho động cơ trở thành máy phát, phát năng lượng trả về nguồn.
Vì E > Uư, do đó dịng điện phần ứng sẽ thay đổi chiều so với trạng thái động cơ:



Hình 1.8. Hãm tái sinh khi có động lực quay động cơ.
1.6.2. Hãm ngược.
Hãm ngược là khi mômen hãm của động cơ ngược chiều với tốc độ quay của động
cơ (M ↑↓ ω). Hãm ngược có hai trường hợp:
+ Đưa điện trở phụ lớn vào mạch phần ứng: Động cơ đang làm việc ở điển A ta
đưa thêm Rưf lớn vào mạch phần ứng thì động cơ sẽ chuyển sang điểm B, D làm việc ổn
định ở điểm E (ω = ωE và ω ôđ ↑↓ ωA) trên trên đặc tính cơ có thêm Rưf lớn, và doạn DE
là đoạn hãm ngược, động cơ làm việc như một máy phát nối tiếp với lưới điện, lúc này
sức điện động của động cơ đảo dấu nên:
I h=

U ư + Eư R ư + Kϕω
=
R ư + Rưf Rưf + Rưf

Mh = Kϕ.Ih ;
Tại thời điểm chuyển đổi mạch điện thì mơmen động cơ nhỏ hơn mômen cản.
(MB < Mc) nên tốc độ động cơ giảm dần. Khi ω = 0, động cơ ở chế độ ngắn mạch (điểm
D trên đặc tính có Rưf) nhưng mơmen của nó vẫn nhỏ hơn mơmen cản (M nm < Mc) ; Do đó
mơmen của tải trọng sẽ kéo trục động cơ quay ngược và tải trọng sẽ hạ xuống, (ω < 0,
đoạn DE). Tại điểm E, động cơ quay theo chiều hạ tải trọng, trường hợp này sự chuyển
động của hệ được thực hiện nhờ thế năng của tải.


Hình 1.9. a) Sơ đồ hãm ngược bằng cách thêm Rưf.
b) Đặc tính cơ khi hãm ngược bằng cách thêm Rưf.
1.6.3. Hãm động năng.
Ở đây ta chỉ xét hãm động năng kích từ độc lập. Động cơ đang làm việc với lưới
điện (Điểm A), thực hiện cắt phần ứng động cơ ra khỏi lưới điện và đóng vào một điện

trở hãm Rh, do động năng tích luỹ trong động cơ, cho nên động cơ vẫn quay và nó làm
việc như một máy phát biến cơ năng thành nhiệt năng trên điện trở hãm và điện trở phần
ứng.

Hình 1.10. a) Sơ đồ hãm động năng kích từ độc lập.
b) Đặc tính cơ khi hãm động năng kích từ độc lập.
Kết luận:


Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng của động cơ
là phương pháp được đánh giá tốt, nó là phương án điều chỉnh triệt để, nghĩa là có thể
điều chỉnh tốc độ trong bất kỳ vùng tải nào kể cả khi không tải lý tưởng, phương pháp
này đảm bảo sai số tốc độ nhỏ, khả năng quá tải lớn, dải điều chỉnh rộng và tổn thất năng
lượng ít.
Phần tử điều khiển nằm ở mạch điều khiển bộ biến đổi nên độ tinh điều khiển cao,
thao tác nhẹ nhàng và khả năng tự động hoá cao.
Khi thay đổi U độ cứng đặc tính cơ khơng thay đổi nên giảm sai lệch tĩnh
Đặc biệt phương pháp này rất thích hợp với loại tải mang tính chất phản kháng và bằng
hằng số ( Mc = const ).
=> Em chọn phương pháp thay đổi điện áp phần ứng để điều chỉnh tốc độ động cơ 1
chiều.

CHƯƠNG 2:
TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ.
2.1. Phương án truyền động T- Đ.
Hệ truyền động T - Đ là hệ truyền động, động cơ điện một chiều kích từ độc lập.
Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc phần cảm động cơ
thông qua các bộ biến đổi (BBĐ) chỉnh lưu dòng thyristor.
2.1.1. Sơ đồ hệ thống.


Hình 2.1. Hệ truyền động T-Đ.


- Hoạt động của hệ thống:
+ Bộ biến đổi (BBĐ) biến đổi nguồn điện xoay chiều 3 pha thành nguồn điện 1
chiều trực tiếp cấp cho phần ứng động cơ Đ.
+ Tuỳ thuộc vào yêu cầu công nghệ của máy mà BBĐ có thể là 1 bộ hay nhiều bộ,
sử dụng 1 pha hay 3 pha và có thể dùng chỉnh lưu hình tia hay hình cầu.
+ Để điều chỉnh tốc độ động cơ, ta đặt tín hiệu điều khiển ĐK lên biến trở R và
đưa vào bộ phát xung (BFX) rồi đưa tín hiệu đến bộ biến đổi.
+ Hệ thống sử dụng khâu phản hồi tốc độ, lấy từ máy phát tốc (FT) để nâng cao
tính ổn định tốc độ của động cơ và cả hệ thống.
2.1.2. Đánh giá về hệ thống.
- Ưu điểm:
+ Hệ thống sử dụng các phần tử bán dẫn nên có độ tác động nhanh nhạy, hệ số
khuếch đại lớn, khả năng điều chỉnh trơn trong dải điều chỉnh rộng D = (100÷1000).
+ Hệ thống làm việc khá ổn định, không gây ồn ào, gọn nhẹ nên có thể giảm kích
thước hình học của máy.
+ Vì hệ thống chủ yếu chỉ sử dụng các linh kiện điện tử nên tiêu tốn công suất
riêng rất nhỏ, giá thành hệ thống thấp.
- Nhược điểm:
+ Khả năng làm việc ổn định với phụ tải nhỏ khá hạn chế.
+ Hệ số cosφ nói chung của hệ thống thấp (0,6÷0,65).
+ Khi hệ thống truyền động có cơng suất lớn, dịng điện không sin gây ra tổn hao
phụ trong hệ thống và ảnh hưởng đáng kể đến điện áp của lưới.
+ Mạch điều khiển phức tạp.
2.2. Bộ chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha.
2.2.1. Tổng quan bộ chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha.
a. Sơ đồ mạch điện.
Chỉnh lưu tia ba pha có cấu tạo từ một biến áp ba pha với thứ cấp đấu sao có trung

tính, ba van bán dẫn nối cùng cực tính đối với tải, ba đầu katốt của 3 van bán dẫn nối


cùng cực tính để nối tới tải, ba đầu Anot nối tới các pha biến áp, tải được nối giữa đầu nối
chung của van bán dẫn với trung tính như hình vẽ.

Hình 2.2. Mạch chỉnh lưu hình tia 3 pha.
b. Nguyên lí hoạt động.
Giả sử trong 1/3 chu kỳ đầu tiên điện áp trên Anot của thyristor T1 dương nhất,
khi cấp xung điều khiển cho T1 thì T1 mở dịng qua T1 qua R, L và chạy về nguồn, trong
1/3 chu kỳ tiếp theo T2 phân cực thuận giải thích tương tự như trên thì dịng sẽ qua T2
qua R, L và chạy về nguồn, tương tự 1/3 chu kỳ cuối dòng qua T3 qua R, L và về nguồn
(chú ý: các van trên chỉ hoạt động khi được cấp xung điều khiển và phân cực thuận).
Do tải có tải cảm lớn nên dòng điện trên tải là liên tục, tức là van dẫn sẽ vẫn dẫn
khi điện áp âm mà van còn lại chưa mở.
Xét: Van T1 đang dẫn, do suất điện động cảm ứng nên T1 vẫn dẫn điện cho đến
thời điểm t2. Khi đưa xung vào mở T2 thì sẽ xuất hiện một điện áp ngược đặt vào T1 làm
T1 khố lại và q trình khố T1 là q trính khố cưỡng bức. Từ thời điểm t2 ÷ t3 thì T2
dẫn điện, thời điểm t4 là khi chúng ta đưa xung mở T3.
+ Giá trị trung bình của điện áp trên tải:

+ Giá trị điện áp ngược trên van: Ung = √6.U2
+ Dịng điện trung bình chảy qua thyristor: Iv = Id/3.
+ Số lần đập mạch trong một chu kỳ là 3.


Hình 2.3. Đồ thị điện áp và dịng điện chỉnh lưu hình tia 3 pha.
c. Ưu, nhược điểm bộ chỉnh lưu điều khiển hình tia 3 pha.
- Ưu điểm: So với chỉnh lưu một pha thì chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp
một chiều tốt hơn, biên độ điện áp đập mạch thấp hơn, thành phần sóng hài bậc cao bé

hơn, do chỉ có một van dãn nên sụt áp trên van là nhỏ => công suất tiêu thụ của van
nhỏ.Việc điều khiển các van tương đối đơn giản.
- Nhược điểm: Sơ đồ chỉnh lưu tia 3 pha có chất lượng điện áp ra tải chưa thật tốt
lắm. Điện áp ra có độ đập mạch lớn => xuất hiện nhiều thành phần điều hoà bậc cao.
Hiệu suất sử dụng máy biến áp không cao.