4.4 Bộ điều chỉnh điện (bộ tiết chế)
4.4.2 Lý thuyết điều chỉnh giấn đoạn
Quá trình điểu chỉnh điện áp máy phát một chiều hoặc máy phát xoay chiều có thể được mô tả bởi phương trình vị phân:
U, = ip Ry + Ly dip/dt O<t<t; (4 19)
U2 = ip R yt Uy didi O<t<ty (4 20)
Trong do:
U, va Us: điện áp đặt vào mạch kích thích tương ứng với thời gian xung và ngưng.
R, và R',: điện trở của mạch kích thích tương ứng với thời gian xung
và ngưng
Trang bị điện và điện tứ trên ôtô hiện đại ~ hệ thông điện động cơ 93 L¿ và L: cảm kháng của mạch kích thích tương Ứng với thời gian
sả xung và ngưng
3u : t
3 \Ệ i,(t)=(1,-U,/R, je™ +U,/R, (0 <t <t,) (4.21)
i,(t)=(1,-U,/Ry le™ +U,/R, t (O<tet) (422)
Ễ Giả sử rằng Ứ, và Ú; là các thông số tổng quát tính đến sức điện động nghịch, đến Ệ độ sụt áp trên các phân tử bán dẫn
: Như vậy các thông số tổng quất sẽ là Ry R's 1¿„ É'¿ Nếu nhữ các giá trị Uy, Ure Ệ Rụ, Eằ l„ D', là cỏc hằng số và dũng điện trong mạch kớch thớch liờn tục thỡ việc
Ệ giải các phương trình vị phân (4.19) và (4.20) có thể tiến hành như sau:
b Trong đó: :
o£ K thé số tính đển sự thay đổi cấu trúc điểu khiển bằng:
at h K=(U;R)/(Ui.R')
ị Cc : hệ số tính đến sự thay đổi các thông số của mạch kích thích
: bằng: T1 = L' RL
ic Ệ Tị, T',: hằng sổ điện từ của mạch kích thích tương ứng.
Su Ệ Tì, Ty = Lư và L's Y/R’,
aor Giá trị ban đầu của dòng điện /¡ và /› có thể xác định từ điều kiện biên
8 (0) = b(n),
ic 3 . ,
ng ị tty) = inf)
lic : Đối với các điều kiện biên:
\Y, i 2
lối | 1, =(I,-KU,/R, ).e“ + KUM,
da f :
va : (1, -U)/R,).e% +U RR, = 1, Th py a (4.23)
ta Giải hệ phương trình ta được:
-try}>~ tự
_— có 1 =U (1~e **J+K(1~e ca 7k
i= R ~ ,
k nae wor), |
TL Cee TT |
› ~--yJk
I _ M,|(I-K-e ”*Je at °S+K
R —
* Ti nnẴG |
- ¢
yeu) /T :d6 dai wong ddi của các xung
Trong đó:
—"~ "Xiong động của dòng kích thích: - - , = 94
e@ Nhém 2: khic = 1,k=-T. _-
Chương 4: Hệ thống cung cấp điện trên ôtô
i= T/T, +46 dài tương đối của chu ky chuyén mach relay.
T=ty+†;: chủ kỳ chuyển đổi relay: .. Le
` U q-KJ)(1-ek)(1=eˆ c )
- Al, =1=lạ== RP — 424)
k 1-ed-(r+ =r\,,)
Thế các giá trị J; va lo vào phương trình (4.21) va (4.22), ta xác định được quy luật biến thiên dòng điện trong các khoảng thời gian f¡ và f›
Trị rung bình của dòng kích thích được xác định bằng cách lấy tích phân:
ơ — 1Í, 9
Lay = T h,œ)dt + fi, (t)at (4.25)
9 9
“Thế í,(¿) và ia(¡) vào (4 ~25) sau khi lấy tích phân và biến đổi ta được:
(ey PE
... 5 ty(y(1<K)+K)JŒi~e °
1 U, (4.26)
bib ag (UKs KI T~
k
Trong trường hợp tổng quát, giá trị trung bình của dòng điện kích tích khi điều
chỉnh gián đoạn phụ thuộc vào những yếu tổ sau:
Độ dài tương đối của xung Z
e_ Độ dài tương đối của chu kỳ chuyển mạch relay
ứ Cỏc thụng số của mạch kớch thớch (hệ số c) ứ Kết cấu điểu chỉnh (hệ số K)
Sự thay đổi của các giá trị đã nêu có thể làm cơ sở cho các phương pháp điều chỉnh điện áp máy phát. Trong các bộ điểu chỉnh điện áp của các máy phát điện trên ôtô, ta dùng các điều chỉnh: bể rộng xung (thay đổi 7, tan số (bằng cách thay đổi ), điều chỉnh phối hợp (thay đổi y và t).
Các bộ điều chỉnh kiểu gián đoạn có thể được phân làm 12 nhóm:
e e Nhom 1): khic=1,k,c=0. Nhoém3:khic=1,k>0.
e Nhom4:khic=1,k<0
° Nhóm 5 +8:(c>1,k=0,k=-lk>0,k<9).
8 Nhom9=12(c<Lk=0,k=-Lk>0,k <9) |
“etme
Trang bị điện và điện tử trên ôtô hiện đại - hệ thống điện động cơ 95
Hệ số dòng kích thích lớn nhất tương ứng với chế độ không tải, khi đó:
Une = Cong /(a + ble) '
Đương nhiên mổi quan hệ trên này cũng đứng đối với điện áp làm việc U¿, điện áp trả ; và điện áp trung bình của may phat Uy,
Uị=C.nlj/ta+blhj) U;= Candia + bạ)
) € [
Oh = Cy.ndinMa + b. lun)
" Trong đó: /„ : Dòng kích thích trung bình
Giải các phương trình này đổi với Jy, fs, Lum, ta dude:
luật Ệ lị = aU,/{C..n~ bÙ,)
Ễ lạ = aUy(C¿n - bÙ) (4.27)
: lụy = aUw/(C,n = bUm)
: Các thông số chủ yếu của bộ điều chỉnh hoạt động kiểu gián đoạn là: điện áp làm yo: việc U; cia relay va hé sO phan héi Kj, = UU, < !
: Qua các thông sé relay, ta có thể biểu thị điện áp trung bình U, do bd diéu chinh Ễ tác động gián đoạn tạo ra
Ề ị Un = O,5(U) + Ù2) = 0,5(1 + Km) U1
) Cũng như độ thay đổi điện áp điều chỉnh:
l AMD yy = U; — is = (1 — Km) U;
điểu ị Xung động của dòng kích thích
Ệ a(C, n. AU
: Al, =1,-1,= 7 ( : at) 7; (428)
i (C,.n}” - 2bC,.n.Uu + b “(Uy —0,25AUf r7
Nếu bỏ qua số hạng 0,25.4U2„ thì xung lượng của dòng kích thích giảm khi tăng vận tốc của phần ứng, Điều này là do đường cong từ hóa của máy phát có đặc tính
i phi tuyén
điể Cân bằng các vế phải của các phương trình (4.24), (4.26), (4.27) và (4.28), ta được:
iéu t
điê ~(I-yJ-É
điện ° U 1-K)(1I-C)(I~e “Kk *)(i-e c aU,
| thay |g =t[y(1-K)+K] 1! Puke ty(1<K)+K(I=e TS”) Mf. M H - “lg | Con=biy = (4.29)
ĩ math : ~ft-y)~È 1 ?
Ứ,|(1-K)(/~e ®*J(l~e SỈ aCe MAU ng _ ˆ (430)
R, ct (C,.n—b.Uy,)”
l-e ©
1. nach
Chương 4. Hệ thống cung cấp điện trân ôtô Phương trỡnh (429) và (430) xỏc định ; và Ăứ. Như vậy, tần số đúng mở fag = 1/7 = 1K te Te) phụ thuộc vào vận tốc phần ứng máy phát
Nếu cần phải xác lập + và 1 theo tải thì ở công thức (4.29) và (4.30) ta thay Un bằng gid Un + Kha lực
Như đã thấy, yvà t phụ thuộc vào các thông số của tiết ché (Up. AU yy}, cc thong sé may phat a, b. C, Rp Ly, va so 46 mach diéu chỉnh (k, c) Để xác định quy luật phụ thuộc y và ¿ vào vận tốc của phần ứng và tải ta cần biết giá trị của các thông số đã nêu.