Phối hợp công suất đầu máy D18E

[nghia]

File hướng dẫn về mạch điện và bộ phối hợp công suất đầu máy D18E.

[nghia]

Nguyên tắc bộ phối hợp công suất đầu máy:
Mục tiêu: Phối hợp công suất giữa động cơ diezel và động cơ điện kéo (ĐCĐK): Sự thay đổi tải của đcđk sẽ dẫn đến sự thay đổi công suất của máy phát điệnchính (MFĐC).
Dẫn đến tăng công suất của động cơ diezel, làm quá tải đc diezel và giảm vòng quay đ/c diezel.
Do vậy, khi vòng tua của đ/c diezel giảm, cần thiết giảm bớt công suất dẫn động qua MFđC và ĐCĐK bằng cách giảm kích từ của MFĐC. Ngược lại, khi đc diezel non công suất, vòng tua của nó tăng lên, cần phải tăng kích từ để tăng công suất ra tải.
Bộ phối hợp công suất sẽ thực hiện nhiệm vụ này.
Trên đầu máy có bộ ổn định tốc độ vòng tua của động cơ nổ. Nó có xu hướng kéo động cơ nổ về vòng tua đặt trước (giá trị này phụ thuộc tay máy).

[nghia]

Khi vòng tua lớn hơn/nhỏ hơn so với vòng tua đặt, bộ điều chỉnh công suất sẽ tăng/giảm dòng kích từ để tăng/giảm công suất truyền sang dcđk.

Ở đầu máy D18E, bộ điều chỉnh công suất thực chất là 1 biến trở gắn thẳng với bộ ổn tốc. Do vậy, độ lệch tốc độ sẽ trực tiếp làm quay biến trở và tạo ra thay đổi dòng kích từ.

Ưu điểm đơn giản, dễ kiểm tra, thay thế.

Nhược điểm:
- Công suất tiêu tán trên điện trở điều chỉnh lớn (P = Ikt * R^2)
- Đặc tuyến điều chỉnh hẹp, không linh hoạt.
Do vậy, điện trở điều chỉnh này phải ngâm trong dầu để (làm mát) và thường bị phá hủy do nhiệt (cháy đứt).

[nghia]

Giải pháp khắc phục:
1. Dùng bộ khuếch đại công suất để chuyển công suất tiêu tán từ bộ biến trở sang linh kiện điều chỉnh.
2. Giảm công suất tiêu tán bằng cách sử dụng bộ điều chỉnh công suất bằng phương pháp băm xung thay vì điện trở hạn dòng trực tiếp.
3. Kiểm soát trực tiếp vị trí của bộ ổn tốc hoặc tốc độ của động cơ diezel, và điều chỉnh dòng kích từ theo tốc độ đặt.

[nghia]

Giải pháp 1:
Ưu điểm:
- Ít linh kiện, cấu trúc đơn giản, dễ thực hiện.
Nhược điểm:
- Không triệt tiêu được công suất tiêu tán, mà chỉ chuyển từ bộ điện trở sang linh kiên khác.
- Điều kiện tản nhiệt của linh kiện công suất (để trong không khí ) kém hơn so với bộ điện trở công suất (ngâm dầu)

[nghia]

Giải pháp 2:
Ưu điểm:
- Triệt tiêu được công suất tiêu tán nhờ sử dụng phương pháp băm xung.
Nhược điểm:
- Cấu trúc phức tạp. (tất nhiên rồi)
- Khó tạo ra được độ chính xác cao của đặc tuyến điều chỉnh.
- Không mở rộng được dải phạm vi điều chỉnh (giữ nguyên như phương án gốc và phương án 1).

[nghia]

Giải pháp 3:
Ưu điểm:
- Như phương án 2.
- Khắc phục được nhược điểm của phương án 2.
- Mềm dẻo.
Nhược điểm
- Phức tạp (phải sử dụng VĐK/VXL).
- Có khả năng sự cố do VĐK làm việc trong môi trường nhiều nhiễu.
Tuy nhiên, với công nghệ VĐK hiện nay, thì độ bền, độ tin cậy của VĐk khá cao, nên phương án này cũng có độ phức tạp chỉ ngang phương án 2 và có ưu điểm hơn. Trong thực tế các mạch có VĐK vẫn làm việc tốt trên đầu máy.

[nghia]

Kết luận:
- Không sử dụng phương án 1.
- Phương án 2 và 3 tương đương, cần thử nghiệm thực tế để chứng minh.
(Up hình ngại quá, tự tưởng tượng vậy)

[nghia]

Phương án 2:
1. Mạch đầu vào: Sử dụng R' = K. R -> Điện áp k0 đổi, dòng giảm đi k lần. Điện áp kích từ Uv
2. Mạch điều khiển: Sử dụng 1 IC PWM, điều chỉnh sao cho Ura = Uv.
3. Mạch công suất: Sử dụng FET
Phương án 3:
1. Mạch đầu vào: Đo góc quay bằng biến trở hoặc dãy điện trở.
2. Mạch điều khiển: Sử dụng Psoc.
3. Mạch công suất: FET

[nghia]

Các vấn đề cần thực hiện:
1. Đo vị trí hiện tại của biến trở
2. Tính toán luật điều khiển đầu ra.
3. Tạo tín hiệu ra PWM theo yêu cầu.
4. Cách ly và khuếch đại công suất
5. Phối hợp lắp đặt với mạch ngoài