Tài liệu Thí nghiệm Truyền động điện - Phần 1: Hệ truyền động điện động cơ một chiều có đảo chiều

cơ thành điện năng để hoặc 
hoàn trả về lưới (hãm tái sinh) hoặc tiêu thụ thành dạng nhiệt trên điện trở hãm (hãm 
ngược, hãm động năng). Mômen để quay động cơ ở chế độ máy phát sẽ là mômen 
hãm đối với hệ TĐĐ. 
B. TÌM HIỂU BÀN THÍ NGHIỆM 
Bàn thí nghiệm có kết cấu gồm các phần sau: 
• Mạch nguồn động lực 
• Các panel thí nghiệm 514C, panel đo lường và điều khiển. 
• Thiết bị đo dòng điện, điện áp, tốc độ quay (vòng/phút), mômen, máy hiện sóng, 
đồng hồ vạn năng. 
• Động cơ DC và khối tạo tải: máy phát điện DC , hộp tải thuần trở. 
1. Mạch động lực: 
a, Nguồn cung cấp: 
• Nguồn AC ba pha 380/220V có: Aptômát đóng cắt, cầu chì bảo vệ quá tải, nút 
dừng (cắt nguồn) khẩn cấp (EMG). 
• Chuyển mạch và Vôn kế kiểm tra điện áp dây, pha đầu vào, 3 Ampe kế đo dòng 
điện sơ cấp biến áp ba pha. 
• Máy biến áp hạ áp ba pha 380/220-87/50V cách ly. 
• Nguồn AC 220V. 
• Nguồn DC cung cấp cho mạch điều khiển. 
b. Mạch công suất chỉnh lưu: 
Bài thí nghiệm này chúng ta sử dụng thiết bị điều khiển động cơ điện một chiều 
514C của hãng Eurother Drives. Đây là thiết bị điều khiển khá hoàn hảo, có thuật toán 
điều khiển PID, cũng như các biện pháp bảo vệ, tương thích trường điện từ EMC 
Mạch động lực điều khiển động cơ điện một chiều có đảo chiều gồm hai mạch 
chỉnh lưu cầu một pha đối xứng có điều khiển (khóa chéo), nối ngược nhau như hình 
3. Mạch chỉnh lưu cầu TH1TH4 cấp nguồn cho động cơ theo chiều thuận, và mạch 
chỉnh lưu cầu TH5TH8 cấp nguồn cho động cơ theo chiều ngược. Điện áp ra định 
mức: 90VDC khi đầu vào là 110/120VAC, 180VDC khi đầu vào là 220/240VAC, 
320VDC khi đầu vào 380/415VAC. Dòng điện cực đại là 8A. 
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 4 
Điện áp xoay chiều từ 110- 480V (AC) được đưa vào điểm giữa của các chỉnh lưu 
cầu. Khi có tín hiệu điều khiển động cơ theo chiều thuận, ứng với nửa chu kỳ dương 
của nguồn AC, khi có tải, TH1 và TH4 mở, nửa chu kỳ sau thì TH2 và TH3 mở và cứ 
tiếp tục như thế làm cho điện áp trên động cơ phân cực thuận. Nguồn ngược bị khóa. 
Động cơ quay theo chiều thuận. 
Khi có tín hiệu điều khiển động cơ theo chiều ngược, ứng với nửa chu kỳ dương 
của nguồn AC, khi có tải, TH5 và TH8 mở, nửa chu kỳ sau thì TH6 và TH7 mở và cứ 
tiếp tục như thế làm cho điện áp trên động cơ phân cực ngược. Nguồn thuận bị khóa. 
Động cơ quay theo chiều ngược. 
Shunt 20A-75mV để nối với đồng hồ A đo dòng điện phần ứng, điện áp đặt vào 
phần ứng được đo bằng đồng hồ V , 
Tốc độ quay rôto và mômen quay được đo bằng các đồng hồ tương ứng phía trên 
giá panel thí nghiệm. 
Điện trở RH là điện trở hãm động năng khi động cơ cắt nguồn đầu vào AC của bộ 
điều khiển. 
Mạch điều khiển, tầng công suất được nối với nguồn AC và tín hiệu điều khiển 
thông qua phích cắm 14 chân. 
2. Mạch điều khiển 
Sơ đồ khối mạch điều khiển chỉnh lưu đảo chiều động cơ DC trên hình 4. 
Như trên đã đề cập mạch điều khiển sử dụng thiết bị điều khiển 514C/8. Bộ điều 
khiển 514C được dùng cho môi trường công nghiệp, nó cần được gắn trong hộp kín để 
bảo vệ bộ điều khiển và người sử dụng. Bộ điều khiển cần được nối đất cố định. 
Bộ điều khiển 514C được thiết kế để điều khiển tốc độ động cơ DC kích từ song 
song hoặc nam châm vĩnh cửu. Nó sẽ đảm bảo điều khiển tốc độ động cơ ở cả 4 góc 
1/4 trong quá trình hoạt động. 
Bộ điều khiển 514C được thiết kế để làm việc với nguồn cung cấp chính 1pha AC 
trong dải 110/220VAC tần số 50 hoặc 60Hz. Cần đến nguồn phụ như máy phát và 
công tắc tơ nguồn chính 
Tốc độ động cơ DC được điều chỉnh trong hệ vòng lặp kín tuyến tính lấy tín hiệu 
phản hồi từ máy phát tốc hoặc điện áp phần ứng, nguồn phản hồi có thể chọn bằng 
chuyển mạch. 
-+
uAC uDC 
H×nh 3 - S¬ ®å nguyªn lý m¹ch c«ng suÊt chØnh l−u cÇu mét pha ®¶o chiÒu 
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 5 
Một mạch lặp điện áp kèm theo vòng lặp tốc độ càng khẳng định rằng các mức 
điều khiển dòng điện được áp dụng trong động cơ, các mức hiện tại có thể chia nhỏ 
thông qua các chuyển mạch lập trình được. 
Động cơ được bảo vệ bằng một mạch điện phát hiện khống chế làm việc để có thể 
cắt mạch điều khiển ra khỏi động cơ trong vòng 60s. 
Bộ điều khiển được bảo vệ bằng một bộ điều khiển ngắt mach nếu xảy ra quá dòng 
tức thời khi ngắn mạch 
e m g
o n o f f
a p t o m a t f 1
f 2
f 3
l 1
l 2
l 3 2 2 0 V
2 2 0 V
2 2 0 V
a
c m
v
2 2 0 v a c
a a
k h è i ® i Ò u k h i Ó n t ¶ i
h é p t ¶ i 
m ¸ y p h ¸ t
K h è i ® ã n g 
c ¾ t ® Ç u r a
s o 4 0 0 0 - 1 a - vs o 1 0 0 8 - 1 b - v
k h è i c « n g 
s u Ê t
k h è i m ¹ c h 
l o g i c ® ¶ o 
c h i Ò u v µ
 h · m t ¸ i s in h
s o 1 0 0 2 - 1 b - vs o 6 0 0 0 - 1 a - v
k h è i æ n 
® Þn h t è c
 ® é v µ 
b ¶ o v Ö
k h è i t ¹ o t Ýn h i Ö u ® iÒ u 
k h i Ó n v µ ® iÒ u c h Ø n h 
t è c ® é
s o 1 0 0 5 - 1 b - v
V a
s o 5 0 0 1 - 1 a - v
® o t è c 
® é
s o 5 0 0 1 - 1 c - v
® o 
m o m e n
S O 7 0 0 8 - 3 a - V S O 7 0 0 9 - 3 C - V S O 7 0 0 9 - 3 D - V S O 2 0 0 5 - 1 a - V
S O 8 0 0 0 - 1 A - V
S O 3 0 0 9 - 1 B - V
tèc 
®é
m« 
men
khèi ®Æt
tèc ®é
khèi ®iÒu 
chØnh tèc 
®é
khèi 
®iÒuchØnh 
dßng ®iÖn
®Æt "pid" 
theo tèc
 ®é
®Æt "pid" 
theo dßng 
®iÖn
khèi logic 
®¶o chiÒu
khèi so 
s¸nh vµ t¹o 
xung ®iÒu 
khiÓn
khèi logic
thuËn
khèi logic 
nghÞch
khèi 
tacho
khèi 
khuyÕch 
®¹i c¸ch 
ly"n"
khèi 
khuyÕch 
®¹i c¸ch 
ly "t"
khèi ®ång 
bé
khèi 
®iÖn ¸p 
kÝch tõ
khèi tÝn 
hiÖu 
dßng t¶i
p i
ip
tû lÖ
dÊu +/-
 tacho
so 1005 - 1b - v
H×nh 4 - S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l−u ®¶o chiÒu 
Hình 5 - Sơ đồ bàn thí nghiệm 
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 6 
C. THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG TỰ ĐỘNG ĐẢO CHIỀU 
I. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 
- Giúp người học làm quen với cách điều khiển truyền động điện một chiều. Trên 
cơ sở thực nghiệm củng cố phần lý thuyết đã học và tiếp tục phát triển các ứng dụng 
cơ bản. 
- Sinh viên cần nắm chắc lý thuyết cơ sở, hiểu rõ mục đích thí nghiệm, nắm vững 
cấu trúc cơ bản của một hệ thống truyền động điện. Vẽ các đường đặc tính cơ lý 
thuyết và thực nghiệm. 
- Lập bảng dữ liệu, làm báo cáo, phân tích kết quả thí nghiệm, rút ra các kết luận 
chính. 
II. NỘI DUNG THÍ NGHIỆM: TN xây dựng đặc tính cơ của động cơ DC 
CHÚ Ý: Khi chưa được phép của giáo viên hướng dẫn, tất cả các áptômát, 
công tắc nguồn đặt ở vị trí tắt (OFF). 
a. CHUẨN BỊ 
1- Các áptômát và công tắc nguồn ở vị trị tẳt (OFF). 
2- Tìm hiểu sơ đồ khối mạch công suất chỉnh lưu cầu một pha trên Panel. 
3- Chuẩn bị dụng cụ đo: Đồng hồ vạn năng, dây đo. 
4- Nối cáp 14 chân từ khối nguồn sang khối mạch bảo vệ. 
5- Nối cáp 14 chân từ khối mạch bảo vệ sang khối đảo chiều và từ khối đảo chiều 
sang khối điều khiển và từ khối điều khiển sang khối công suất và cáp từ khối công 
suất sang khối động cơ 1 chiều. 
6- Nối đồng hồ V (chú ý cực +,-) trên giá Panel để đo điện áp và nối tải thuần trở R 
vào cực + và - của khối chỉnh lưu. 
7- Nối cực đồng hồ A trên giá Panel để đo dòng điện tải. 
8- Nối hộp tải vào cực nguồn của máy phát DC. Chuyển mạch tải ở vị trí tắt. 
9- Đặt chiết áp điều chỉnh tốc độ trên Panel mạch điều khiển về vị trí tận cùng bên 
trái. 
10- Trên Panel đảo chiều đặt núm đảo chiều về chiều thuận. 
11- Bật công tắc phản hồi ở trạng thái đóng. 
12- Báo cáo giáo viên hướng dẫn về công tác chuẩn bị. Khi được phép mới tiếp tục 
các bước sau. 
b. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 
1. Xây dựng đặc tính cơ khi không có phản hồi tốc độ và phản hồi dòng điện 
1- Cấp nguồn cho mạch điều khiển và mạch công suất Thyristor chỉnh lưu. 
2- Bật công tắc hồi tiếp tốc độ và hồi tiếp dòng điện về vị trí OFF. 
3- Từ từ xoay chiết áp điều chỉnh tốc độ trên Panel khối điều chỉnh sang phải và 
dừng ở vị trí 2/3 dải điều chỉnh. 
4- Quay chiết áp tải sang vị trí 1 (min), 2, 3, 4, 5 (max). 
5- Mỗi lần thay đổi tải, đọc một bộ gồm các giá trị điện áp và dòng điện phần ứng 
trên V và A và chỉ số mômen, tốc độ quay rôto trên các đồng hồ tương ứng, ghi vào 
bảng sau: 
TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN 
Bộ môn TĐH, Khoa Điện. Trang 7 
Mức tải U (V) I (A) n (v/ph) M (Nm) 
0 
1 
2 
3 
4 
5 
6- Cắt tải máy phát. Tắt các công tắc nguồn, dừng thí nghiệm. 
7- - Vẽ đường đặc tính cơ tự nhiên theo tính toán lý thuyết. Số liệu của động cơ: 
Uđm = ......... V, Iđm = .......... A, Pđm = ........... W, nđm = .............. v/ph. 
8- Vẽ quan hệ đặc tính cơ của động cơ n = f(M) trong trường hợp không có phản 
hồi tốc độ, dòng điện trên cùng một đồ thị với đặc tính cơ theo lý thuyết. 
*TRẢ LỜI CÂU HỎI: 
Nhận xét về kết quả thí nghiệm? 
................................................................................................................................................ 
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................
...................................................................................................................................................... 
n 
(v/ph) 
M (Nm)