Thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tàu điện

Lời nói đầu Chúng ta đang sống trong xã hội công nghiệp việc ứng dụng các thành tựu khoa học vào trong cuộc sống và trong nền sản xuất là rất quan trọng. Truyền động điện có vai trò quan trọng trong sự phát triển của xã hội.Để đáp ứng được yêu cầu thực tế các hệ truyền động có khả năng tự động điều khiển và độ chính xác cao chúng ta cần phải có các bộ nguồn điều chỉnh phù hợp với sự phát triển của các hệ truyền động. Phụp vụ cho nhu cầu đi lại của nhân dân nhất là trong các thành phố, chống ô nhiễm môi trường, ách tắc giao thông tầu điện được dùng phổ biến trong các nước phát triển và ngày càng phát triển. Môn học điện tử công suất trong chương trình học của sinh viên tự động hóa cung cấp những kiến thức quan trọng cho mỗi sinh viên trong các công việc chuyên môn. Do yêu cầu của môn học và nhằm giúp sinh viên làm quen với việc thiết kế một bộ nguồn công suất trong thực tế em được giao một đồ án”thiết kế bộ biến đổi chỉnh lưu và nghịch lưu phụ thuộc với lưới cung cấp điện cho tàu điện với các thông số sau điện áp nguồn 690VAC +10%,-10% f=50Hz điện áp ra 600VDC dòng điện 1 chiều định mức 1000A Trong khuôn khổ của đồ án em xin trình bày những nội dung sau giới thiệu tổng quan về công nghệ và chọn phương án phân tích nguyên lý hoạt động của phương án tính chọn phần tử của mạch công suất giới thiệu mạch điều khiển cho toàn hệ thống và tính chọn phần tử cơ bản của mạch điều khiển giới thiệu các mạch phản hồi Em xin chân thành cảm ơn thầy đã hướng dẫn em trong quá trình thiết kế đồ án này. Trong quá trình thiết kế em không tránh khỏi sai sót em mong nhận được các ý kiến đóng góp của các thầy giáo và và các bạn để em có được thêm kiến thức cho các công việc về sau. Chương 1 Giới thiệu và phân tích yêu cầu đồ án I ) Giới thiệu Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và đời sống ngày càng giữ vai trò quyết định tới các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật, nhưng những công nghệ cũ hoặc đang có xu hướng bị thay thế bởi những công nghiệ mới với tính năng ưu việt hơn. Chính sự yêu cầu ngày càng cao do đó mà việc thiết kế công nghệ mới luôn đi kèm với các đòi hỏi rất khắt khe đặc biệt về các chỉ tiêu kĩ thuật. Trong các thiết bị sản xuất công nghiệ và sinh hoạt hàng ngày hầu như không có thiết bị noà không sử dụng năng lượng điện, điều đó một phần nói nên năng lượng điện không thể thiếu trong thế giới văn minh. Trong lĩnh vực giao thông năng lượng điện cũng được sử dụng rộng rãi, đặc biệt được sử dụng để cấp cho tầu điện một phương tiện giao thông rất tiện ích, hệ thống tầu điện bao gồm cả một chiều và xoay chiều, sử dụng năng lượng điện từ lưới điện thường từ 600v- 700v lưới điện thường được treo trên không dọc theo đường ray và cấp điện cho hệ thống động cơ thông qua một bộ phận gọi là các cần lấy điện, các cần này phải luôn luôn đảm bảo tiếp xúc tốt với lưới điện. Khi mật độ dân cư ngày càng tăng thì các phương tiện giao thông ngày các tăng, đặc biệt là các phương tiện cá nhân, các phương tiện này sẽ làm tăng nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cũng như gây tắc nghẽn giao thông … Do đó chính phủ các nước trên thế giới đặc biệt là một số nước phát triển hoặc đang phát triển luôn khuyến cáo người dân nên sử dụng các phương tiện giao thông công cộng và tầu điện sẽ là một trong những phương tiện giao thông hữu ích bởi do có hệ thống đường ray riêng nên không có khả năng tắc nghẽn, không gây ô nhiễm, tiếng ồn … Và đặc biệt thích hợp với những khu vực được xây dựng có quy hoạch tốt. Tuy nhiên bên cạnh những ưư điểm đó, giao thông bằng tầu điện cũng có một số nhược điểm nhất định đó là : hệ thống lưới điện cấp cho tầu điện sẽ chiếm không gian , có thể gây mất mĩ quan, gây nguy hiểm, hơn nữa nế sử dụng hệ thống tầu điện một chiều như trong đồ án này thì phải thiết kế nguồn một chiều từ lưới xoay chiều do đó kinh phí đầu tư tăng lê. Sử dụng hệ thống tầu điện một chiều và hệ thống tầu điện xoay chiều đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng và tuỳ vào yêu cầu cụ thể cả chế độ vận hành mà chọn một trong hai loại, cụ thể với loại tầu điện xoay chiều có ưu điểm là sử dụng năng lượng điện trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 3 pha, giá thành không cao, rễ vận hành nhưng nhược điểm lớn nhất vẫn là khả năng điều chỉnh tốc độ, tuy nhiên ngày nay với sự phát triển của các thiết bị bán dẫn điện tử nên khả năng điều chỉnh tốc độ ngày càng được cải thiện và sẽ thay thế loại một chiều trong trong tương lai . Với loại tầu điện một chiều tuy có giá thành cao, yêu cầu phải biến đổi năng lượng từ lưới điện xoay chiều gây nhiễu thông tin nhưng nó có hai ưu điểm lớn sau : Thứ nhất, khả năng điều chỉnh tốc độ tốt , hơn nữa dải điều chỉnh tốc độ có thể lớn, điều chỉnh chơn êm, momen khoẻ Thứ hai, rễ thực hiện hãm tái sinh trả lại năng lượng về lưới điện khi thực hiện hãm tái sinh hay có tải thế năng Hơn nữa sử dụng động cơ điện một chiều sẽ có momen mở máy lớn, quá tải tốt tốc độ biến đổi theo tải trong một vùng rộng( loại có đặc tính cơ mềm ). Do vậi rất tiện khi sử dụng động cơ điện một chiều trong truyền động kéo. II) Điều chỉnh tốc độ truyền động điện Như đã giới thiệu ở trên, do có yêu cầu cao về hãm tái sinh nên động cơ sử dụng chỉ có thể là động cơ một chiều kích từ độc lập, động cơ điện kích tử song song, hoặc động cơ điện một chiều kích thích hỗn hợp bù. Theo yêu cầu đề bài thì việc điều chỉnh tốc độ động cơ thực hiện bằng phương pháp thay đổi điện áp phần ứng do vậy động cơ điện một chiều thích hợp nhất cho công nghệ là loại kích từ độc lập hoặc kích thích song song làm việc ở chế độ kích thích độc lập . Đặc tính cơ của hai loại động cơ này là tương đối giống nhau, ta phân tích phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng thay đổi điện áp đối với động cơ điện một chiều kích từ độc lập Thành lập đặc tính cơ Từ phương trình cân bằng điện khi tải ổn định thì = 0 nên = Do vậy ứng với các giá trị U khác nhau ta có họ đặc tính sau Ta thấy khi động cơ làm việc ứng với đặc tính nằm trong góc phần tư thứ nhất và thứ ba Do đó máy điện làm việc ở chế độ động cơ năng lượng từ nguồn đưa vào động cơ rồi đến tải khi động cơ làm việc ở góc phần tư thứ hai và góc phần tư thứ tư do nên hay E.I > 0 Do đó động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh năng lượng từ tải động năng đến động cơ đến nguồn. Tương tự ở trạng thái hãm ngược động cơ ta có Động cơ tiêu thụ cả công suất điện và công suất cơ tất cả năng lượng được biến thành nhiệt năng toả trên điện trở dây quấn sơ cấp và thứ cấp . Khi thực hiện hãm động năng ta có đặc tính qua gốc toạ độ , khi đó công suất điện đưa vào bằng không động năng trên trục động cơ được tiêu tán trên điện trở hãm và ma sát trên trục động cơ dưới dạng nhiệt năng. Trong quá trình làm việc, tốc độ của động cơ thường bị thay đổi do sự biến thiên của tải, của nguồn và do tham gia giao thông trên đường nên gây ra sai lệch giữa tốc độ thực và tốc độ đặt do vậy để ổn định tốc độ ta phải có vòng phản hồi âm tốc độ. Mặt khác dải điều chỉnh tốc độ Cũng bị hạn chế bởi tốc độ cực đại do độ bền cơ học ( khả năng chuyển mạch vành góp sinh ra tia lửa điện gây guy hiểm ) và yêu cầu về momen khởi động và momen quá tải và về sai số tốc độ làm việc cho phép. Đặc biệt ta quan tâm tới tốc độ nhỏ nhất của phạm vi điều chỉnh với là sai số tốc độ ứng với là độ cứng ứng với tốc độ nhơ nhất là hệ số quá tải về momen Khi đó phạm vi điều chỉnh D được tính là D= Sai số tương đối của tốc độ ở đặc tính cơ thấp nhất là : Với từng công nghệ thì , , là xác định nên có thể tính được giá trị tối thiểu của độ cứng đặc tính cơ sao cho sai số không vượt quá giá trị cho phép và do đó phải xây dựng các hệ truyền động kiểu vòng kính( dạng có hồi tiếp), cụ thể như trong đồ án ta sử dụng hồi tiếp âm tốc độ. Để điều khiển điện áp phần ứng ta sử dụng hệ thống chỉnh lưu/ nghịch lưu phụ thuộc - động cơ một chiều sử dụng năng lượng điện biến đổi trực tiếp từ nguồn điện xoay chiều/ trả năng lượng trực tiếp về lưới. Do vậy hệ thống biến đổi sẽ bao gồm hai bộ biến đổi mắc song song ngược, mặt khác do yêu cầu của công nghệ theo đó không có chế độ đảo chiều của động cơ kéo nên một bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu còn bộ kia sẽ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc, bộ biến đổi phải thiết kế làm việc với tải có công suất lớn, tần số công nghiệp nên ta chọn phần tử thực hiện quá trình biến đổi năng lượng là các Thyristor. Từ đây ta có hai phương án phổ dụng để thực hiện theo yêu cầu trên ĐC ĐK ĐK ft kđ Kđ ĐK ĐK ĐK ft kđ Kđ Sơ đồ thực hiện theo nguyên tắc điều khiển chung Trong phương pháp điều khiển này xung điều khiển đồng thời được phát vào hai bộ biến đổi I &II, một bộ làm việc ở chế độ chỉnh lưu, còn bộ kia làm việc ở chế độ chờ nghịch lưu phụ thuộc. Trong phương pháp điều khiển này nếu tính đến góc chuyển mạch m và góc khoá d thì giá trị lớn nhất của góc điều khiển của bộ biến đổi đang ở chế độ nghịch lưu đợi phải là: Và giá trị nhỏ nhất của góc điều khiển bộ biến đổi đang làm việc ở chế độ chỉnh lưu là : Thực tế , do phát xung đồng thời vào cả hai bộ biến đổi nên giá trị điện áp tức thời ở các điểm đầu/cuối của các bộ biến đổi khác nhau nên sẽ xuất hiện dòng điện cân bằng giữa hai bộ biến đổi và để hạn chế dòng điện này bắt buộc phải có các cuộn kháng đặt ở đầu/ cuối các bộ biến đổi gọi là các cuộn kháng cân bằng. Để hạn chế dòng điện cân bằng đồng thời giảm bớt kích thước các cuộn kháng, người ta dùng phương pháp điều khiển chung phi tuyến: , tính toán hợp lý thường được kết quả Như vậy, sơ đồ thực hiện theo nguyên tắc điều khiển theo nguyên tắc điều khiển chung tuy có ưu điểm là dòng điện ra tải liên tục nhưng nhược điểm lớn là việc tính toán điều khiển tương đối phức tạp, mặt khác do có các cuộn kháng cân bằng nên làm tăng kích thước bộ biến đổi, do đó với những tải không có yêu cầu cao về chất lượng dòng điện như trong đồ án này thì dùng phương pháp điều khiển này sẽ không kinh tế. Sơ đồ thực hiện theo nguyên tắc điều khiển riêng Trong phương pháp điều khiển này, khi cần bộ biến đổi nào làm việc thì phát xung vào bộ biến đổi đó và để tránh tình trạng phát xung vào cả hai bộ biến đổi cùng một thời điểm thì cần phải xác định xem bộ biến đổi cần khoá đã được khoá chắc chắn rồi thì mới được phép phát xung vào bộ biến đổi sẽ cần làm việc, do đó cần có bộ cảm biến dòng điện để xác định dòng điện của bộ biến đổi cần khoá đã về không hay chưa, và sau khi đã nhận biết dòng về không thì phải chờ các Thyristor của bộ biến đổi cần khoá khôi phục tính chất điều khiển thì mới được phát xung cho các Thyristor của bộ biến đổi cần làm việc, do vậy phải xây dựng mạch khoá logic để khoá chéo hai bộ biến đổi I&II Thực hiện theo phương pháp điều khiển riêng này có ưu điểm là loại bỏ được các cuộn kháng cân bằng như trong phương pháp điều khiển chung, thực hiện điều khiển không phức tạp. Trong đồ án, tải là tầu điện do đó dòng điện tải có thể không cần phải liên tục và theo phân tích trên ta chọn sơ đồ thực hiện theo nguyên tắc điều khiển riêng. Chương 2 Nguyên lý hoạt động, đồ thị dòng điện, điện áp và Biểu thức tính toán I) nguyên lý hoạt động của sơ đồ Giả sử khi tải ổn định, khi đó năng lượng điện được đưa trực tiếp từ lưới điện xoay chiều 690V qua bộ biến đổi (I) cấp cho động cơ kéo, lúc này ta được giá trị góc mở chậm anào đó, vì lưới điện dao động điện áp nên để khắc phục ảnh hưởng của sự thay đổi này đối với tải ta sử dụng vòng phải hồi âm tốc độ, khi đó góc mở chậm asẽ tự thay đổi giá trị theo sự thay đổi của lưới để đảm bảo tốc độ động cơ ổn định. Muốn cho truyền động kéo ổn định ở một tốc độ đặt nào đó trong phạm vi điều chỉnh ta chỉ cần thay đổi giá trị điện áp đặt trong mạch điều khiển. Do ở đây sử dụng phương pháp điều khiển riêng nên khi bộ biến đổi (I) làm việc thì bộ biến đổi (II) phải được khoá và luôn ở chế độ chờ nghịch lưu. Khi cần thực hiện tái sinh năng lượng trả về lưới điện(như khi hãm, tải thế năng) thì bộ biến đổi một cần phải khoá lại và bộ biến đổi 2 sẽ được làm việc, việc khoá bộ biến đổi (I) và việc mở bộ biến đổi (II) phải tuân theo nguyên tắc chung của điều khiển riêng, nghĩa là khi bộ biến đổi (I) đang làm việc thì dòng điện chảy vào động cơ, lúc này muốn thực hiện tái sinh năng lượng khi cần thiết thì ta phải hoặc đổi chiều dòng điện I hoặc đổi chiều suất điện động của động cơ kéo, ở đây ta không dùng phương pháp điều chỉnh từ thông mạch kích từ hay có thể đổi chiều quay động cơ sơ cấp nên ta chỉ có thể thay đổi được chiều dòng điện I dể thực hiện quá trình tái sinh, muốn vậy trước hết ta tăng nhanh a, dòng điện giảm nhanh về không, khi đó bộ cảm biến dòng (I) sẽ phát hiện dòng về không tại tín hiệu mở bộ biến đổi (II). Nhưng như ta đã trình bầy thì khi dòng điện đã về không, bộ biến đổi (I) chỉ khoá chắc chắn sau thời gian khôi phục tính chất điều khiển của van, do vậy khi có tín hiệu dòng về không thì ta phải thực hiện một thời gian trễ t nào đó (t > t) rồi mới phát xung mở bộ biến đổi (II), khi đó năng lượng cần tái sinh sẽ qua bộ biến đổi (II) trở về lưới. II) Đồ thị dòng điện, điện áp trên các phần tử và các nút III) tìm các biểu thức liên quan Từ đồ thị Unhận thấy trong một chu kỳ của điện áp nguồn có 6 chu kỳ điện áp U trong đó ở U có 3 chu kỳ, Ucó 3 chu kỳ đối xứng qua trục hoành. Từ đó ta tìm được giá trị trung bình điện áp U như sau: từ biểu thức trên ta thấy: Với tađược = thì sơ đồ làm việc ở chế độ chỉnh lưu, động cơ kéo làm việc ở chế độ động cơ. Khi đó dòng điện I và suất điện động E của động cơ ngược chiều. Với ta được thì sơ đồ làm việc ở chế độ ngịch lưu phụ thuộc, động cơ kéo làm việc ở chế độ hãm tái sinh( dặc tính cơ nằm trên góc phần tư thứ hai) khi đó dòng điện I và suất điện động E của động cơ cùng chiều. Tính toán góc cho phần chỉnh lưu ứng với tải có = 600V, I=1000A ịa =50,2 Góc mởa cho phần nghịch lưu phụ thuộc, phụ thuộc vào giá trị tức thời khi nghịch lưu của động cơ kéo. Chương 3 Tính chọn phần tử mạch công suất I) Chọn van công suất thyristor trên mạch lực Từ đồ thị dòng điện qua van tìm được giá trị dòng trung bình qua van ị thay số ta tính được =333,3(A) từ đồ thị điện áp đặt lên van ta xác định được giá trị điện áp ngược trên van là thay số ta tính được = chọn điều kiện làm mát cưỡng bức bằng quạt gió có tốc độ 12m/s và cánh toả nhiệt ta có = để sử dụng van làm việc tin cậy ta chọn từ hai thông số vàta chọn 12 van TF666 do hãng Thomson chế tạo có các thông số kỹ thuật sau : I=700(A), =1400(V) I=0,15(A), U=2(V) t=20ms, II) Tính chọn các phần tử bảo vệ 1) Bảo vệ ngắn mạch và quá dòng Giá trị hiệu dụng dòng điện qua van : I= Chọn áptômát C1001N do hãng Merlin Gerin chế tạo có Iđm = 1000 A, Uđm =690 V 2) Bảo vệ quá áp Nguyên nhân: Khi khoá thyristor bằng điện áp ngược, các điện tích đổi ngược hành trình, tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn (vài chục ms). Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm ( L). Ngoài ra còn có những nguyên nhân ngẫu nhiên như có sét đánh, dây chảy bị đứt, khi đóng cắt nguồn, khi đó năng lượng từ trường tích luỹ trong các cuộn dây sẽ phóng. Để bảo vệ quá áp ta đấu mạch RC song song với van cần bảo vệ. R C Mạch RC ngoài chức năng hạn chế tốc độ , tăng điện áp còn làm nhiệm vụ bảo vệ quá điện áp khi chuyển mạch dòng điện từ van này sang van khác. Chọn R = 100 W, C = 0.5 mF . Chương IV Mạch điều khiển Unguồn; f A1 A2 UĐF Ud Uđk ( - ) ( - ) CLĐK Tải SS KĐ&SX ĐF Ki Ku I. Sơ đồ khối mạch điều khiển hệ thống ĐF: khối đồng pha, tạo tín hiệu đồng bộ về pha với điện áp đặt lên các thyristor cần điều khiển, ở đây sử dụng tín hiệu đồng pha dạng răng cưa. Ud : điện áp đặt, với mỗi giá trị Ud tương ứng với một điện áp ra tải. A1: khối khuếch đại 1 A2: khối khuếch đại 2 SS : khối so sánh, thực hiện so sánh giữa tín hiệu điều khiển với điện áp đồng pha để tạo ra thời điểm phát xung điều khiển vào các thyristor. KĐ&SX: khối khuếch đại và sửa xung, thực hiện khuếch đại tín hiệu và định dạng xung chuẩn đủ công suất đưa vào các thyristor. CLĐK: khối chỉnh lưu điều khiển Ku: hệ số phản hồi điện áp lấy qua máy phát tốc một chiều. Ki : hệ số phản hồi dòng điện, lấy từ máy biến dòng qua chỉnh lưu II. Nguyên lý hoạt động các khối. 1. Khối tạo điện áp đồng pha: Điện áp đồng pha được tạo thành qua máy biến áp đồng bộ 6 pha, qua bộ so sánh để tạo thành các xung hình chữ nhật ( nhằm loại trừ sự ảnh hưởng do biến động trên lưới ), xung hình chữ nhật được đưa qua bộ tích phân tạo điện áp răng cưa để đưa vào bộ so sánh trong khối mạch điều khiển. Tính chọn các phần tử trong sơ đồ R1=10kW, R2=10kW, R4=R8=R11=R7=R10=10kW Diôt D1,D2 là loại 1N914 Khuếch đại thuật toán loại mA741 có nguồn 12V Chọn đỉnh tam giác có giá trị 10V nên R.C =1,2.10chọn R=10k vậy C=1,2mF 2. Khâu so sánh và băm xung: Khâu này thực hiện so sánh giữa điện áp điều khiển và điện áp đồng pha răng cưa để tạo ra dãy xung đơn . Mạch phát xung chuẩn phát ra các xung âm có tần số xác định để băm các xung đơn rồi đưa vào bộ khuếch đại xung. Chọn phần tử có trong mạch R1=R2=R6=10k; Khuếch đại thuật toán là loại mA741 Diốt loại 1N914, R4=R5=1k Chọn f= 10kHz nên T=10(s) = 2RCln(1+2R/R)= 2RCln3 = 2,2RC chọn R3=45(W),C=1mF Chọn phần tử AND là IC7408 có 4 phần tử AND có nguồn cung cấp V=+5V 3. Khối khuyếch đại và sửa xung: Để thực hiện khuếch đại tín hiệu đủ công suất để mở các van điều khiển ta dùng sơ đồ khuếch đại mắc nối tầng Darlington. Trong sơ đồ, điốt Đ7 dùng để khoá bộ khuếch đại, thực hiện khoá ở phía trước bộ khuếch đại. Điốt Đ8 làm nhiệm vụ bảo vệ quả điện áp ngược cho transistor khi khoá, vì khi thực hiện khoá transistor thì sẽ xuất hiện sự biến thiên dòng điện , tốc độ giảm này tạo nên một điện áp ngược đặt lên cực CE của transistor, giá trị này có thể vượt quá giá trị điện áp chọt thủng UCegh của transistor do đó làm hỏng tiếp giáp bán dẫn. Vì vậy để bảo vệ hiện tượng này điốt Đ8 được mắc song song ngược với cuộn thứ cấp của biến áp xung nhằm tạo ra dòng khép kín để khử dần suất điện động do biến thiên sinh ra. Điốt Đ9 dùng để chọn xung dương đưa vào đầu điều khiển các van. Điốt Đ10 bảo vệ quá áp ngược giữa cực G và K của thyristor. Tính chọn các phần tử có trong mạch D7,D9,D10 là loại 1N941 D8 là loại 1N4002 Thiết kế Máy biến áp xung chọn vật liệu sắt từ là loại '330 có hình dáng chữ E làm việc trên một phần của đặc tính từ hoá DB=0,7T, DH=50A/m xác định giá trị trung bình của hệ số từ thẩm xác định thể tích lõi thép theo công thức V=Q.l= Chọn tiết diện lõi Q=2cm2 ịl=15cm Số vòng sơ cấp w1=(vòng) số vòng thứ cấp (vòng) chọn T1,T2 dòng sơ cấp máy biến áp xung I=I/m =1,5/2 =0,75(A) hệ số khuếch đại Darlington. b= I/I==750 chọn b=75, b=100 chọn T1,T2 là loại C828 Chương 5 các mạch phản hồi Khi điều chỉnh động cơ điện một chiều bằng chỉnh lưu có điều khiển người ta có thể coi bộ chỉnh lưu là một bộ khuếch đại công suất. Góc mở thường được điều chỉnh nhờ một điện áp điều khiển, xác định điện áp ra có giá trị trung bình quyết định tốc độ quay của động cơ, công suất của tính hiệu vào chỉ vài miliW trong khi đó công suất đầu ra của bộ chỉnh lưu có thể cỡ mêgaW. Từ lưới điện xoay chiều Chỉnh lưu có điều khiển đc Mạch điều khiển Người ta có thể biến đổi hệ thống hở như hình vẽ trên thành hệ tự động điều chỉnh tốc độ theo nghĩa là hệ có mạch vòng kín bằng cách thêm một tín hiệu phản hồi và một bộ khuếch đại. Ta đo tốc độ của động cơ bằng máy phát tốc ( máy phát điện một chiều có nam châm vĩnh cửu) mà điện áp của nó luôn tỉ lệ thuận với tốc độ máy điện. So sánh giá trị đặt đầu vào với mức phản hồi cho tính hiệu sai lệch. Với trường hợp bộ biến đổi dùng thyristor cần có một sai lệch một cách liên tục, tốc độ của động cơ biến thiên ngay lập tức nên sự tăng giảm quá mức của dòng điện phần ứng và cuả thyristor là không thể chấp nhận được. Do đó cần phải giới hạn mức dòng điện mặt khác vấn đề hạn chế dòng điện còn được đặt ra với hệ truyền động kiểu vòng kín vì khi thiết kế, tính toán các hệ này có dùng các mạch phải hồi để giảm sai số tốc độ, tức là tăng độ cứng đặc tính cơ, đồng thời làm tăng dòng điện ngắn mạch và mômen ngắn mạch. Kết quả là gây nguy hiểm cho động cơ khi bị quá tải lớn và gây hỏng các bộ phận truyền lực bởi ra tốc quá lớn khi khởi động và hãm. Để giải quyết mâu thuẫn giữa yêu cần ổn định tốc độ làm việc và yêu cầu về hạn chế dòng điện, mạch vòng phản hồi thứ 2 dùng để hạn chế dòng điện một cách tự động. Khi dòng điện và mômen vượt quá giá trị cho phép thì phải giảm nhanh độ cứng của đặc tính cơ để dòng điện. Mặt khác trong quá trình khởi động, hãm, điều chỉnh tốc độ động cơ có gia tốc không đổi để hệ đạt được tối ưu về thời gian quá trình quá độ. Để đạt được điều này trong các hệ truyền động có mômen tải không đổi thì đặctính cơ phải có đoạn có độ cứng bằng không. Giả sử khi khởi động động cơ. Do sự thay đổi đột ngột của Utrong khi đó Uchưa thay đổi kịp do có quán tính cơ học của hệ, nên sai lệch đầu vào có giá trị rất lớn. Điểm làm việc của khối sẽ ở sẩutong vùng bão hoà của đặc tính điều chỉnh, tín hiệu ra của khối không đổi mạch vòng tốc độ bị ngắt ta khỏi sơ đồ. Do hoạt động của mạch vòng dòng điện mà dòng điện phần ứng được duy trỉ giá trị I= I tương ứng với tín hiệu vào của mạch vòng là U. Mặc dù sau đó tốc độ động cơ tăng lên dần nhưng dòng điện phần ứng vẫn được duy trì I= I cho tới khi bộ điều chỉnh tốc độ ra khỏi vùng bão hoà. Đặc tính cơ khi khởi động có độ cứng bằng không dòng điện không đổi. Khi ra khỏi vùng bão hoà mạch vòng tốc độ bắt đầu phát huy tác dụng điều chỉnh cùng với mạch dồng điện tạo đặc tính có độ cứng thoả mãn độ chính xác cao