Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, điện tử công suất đóng vai trò then chốt trong các hệ thống truyền động điện hiện đại nhờ khả năng nâng cao hiệu suất biến đổi năng lượng, giảm kích thước và khối lượng thiết bị so với các hệ thống truyền động truyền thống như máy phát - động cơ (F-Đ) hay bộ khuếch đại từ. Mặc dù động cơ xoay chiều ngày càng phát triển, động cơ điện một chiều (DC) vẫn giữ vai trò quan trọng trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp đòi hỏi dải điều chỉnh tốc độ rộng, liên tục và độ chính xác cao như máy cán thép, máy công cụ lớn và đầu máy điện.
Đề tài "Thiết kế bộ chỉnh lưu hình tia ba pha để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều kích từ độc lập" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán cấp nguồn và điều khiển tốc độ cho động cơ điện một chiều thông qua việc thay đổi điện áp phần ứng bằng bộ biến đổi bán dẫn công suất.
Mục tiêu và 6 nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể được xác định trong văn bản gồm:
- Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập, các phương pháp điều chỉnh tốc độ và phương pháp thay đổi điện áp phần ứng.
- Khảo sát lý thuyết về bộ chỉnh lưu hình tia ba pha không điều khiển và có điều khiển với các dạng tải khác nhau.
- Thiết kế, tính toán và lựa chọn các phần tử mạch động lực (Thyristor, máy biến áp nguồn, cuộn kháng lọc).
- Thiết kế và tính chọn các phần tử mạch điều khiển sử dụng vi mạch chuyên dụng.
- Thiết kế mạch bảo vệ cho các van bán dẫn và thiết bị trong hệ thống.
- Xây dựng mô hình và mô phỏng kiểm chứng hoạt động của hệ thống trên phần mềm Matlab/Simulink.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập công suất $P_{đm} = 13\text{ kW}$, điện áp định mức $U_{đm} = 220\text{ V}$, hiệu suất $\eta_{đm} = 0,84$, tốc độ định mức $n_{đm} = 1400\text{ vòng/phút}$, số đôi cực $p = 3$.
- Phạm vi nguồn cấp: Nguồn điện lưới xoay chiều ba pha $220/380\text{ V}$, tần số $50\text{ Hz}$. Hệ số dự trữ điện áp $K_{dtU} = 1,5 \div 1,8$; hệ số dự trữ dòng điện $K_i = 1,1 \div 1,4$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết truyền động điện và điện tử công suất:
- Phương trình cân bằng điện áp và đặc tính cơ: Động cơ một chiều kích từ độc lập có phương trình cân bằng điện áp $U = E_ư + R_ư I_ư$, sức điện động phần ứng $E_ư = K \Phi \omega$, và mômen điện từ $M = K \Phi I_ư$. Phương trình đặc tính cơ điện có dạng: $$\omega = \frac{U_ư}{K\Phi} - \frac{R_ư + R_f}{K\Phi} I_ư$$
- Nguyên lý chỉnh lưu tia ba pha có điều khiển: Sử dụng 3 van Thyristor đấu chung cực Cathode hoặc Anode, cấp nguồn từ thứ cấp máy biến áp ba pha đấu sao có dây trung tính. Điện áp trung bình ngõ ra điều khiển theo góc mở $\alpha$: $$U_{dtb} = 1,17 U_{2f} \cos\alpha \quad (\text{khi } \alpha \le 30^\circ)$$
- Nguyên lý điều khiển thẳng đứng arccos: Tạo quy luật biến đổi góc mở $\alpha$ tuyến tính theo điện áp điều khiển thông qua việc so sánh điện áp điều khiển một chiều $U_{đk}$ với điện áp tựa dạng cosin.
Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp giải tích và tính toán kỹ thuật: Áp dụng các công thức giải tích điện công suất để tính toán tham số van bán dẫn, thiết kế mạch từ - cuộn dây máy biến áp ba pha, cuộn kháng lọc san bằng dòng điện và mạch bảo vệ RC.
- Phương pháp tra cứu và chuẩn hóa công nghiệp: Lựa chọn vật liệu kỹ thuật điện (thép lá kỹ thuật điện $\exists 330$, dây quấn đồng bọc cách điện cấp B, vi mạch tích hợp TCA 780) theo quy chuẩn chế tạo máy điện và bán dẫn công suất.
- Phương pháp mô phỏng số: Sử dụng Matlab/Simulink và tập lệnh m-file để mô hình hóa sơ đồ chỉnh lưu ba pha và đáp ứng động học của động cơ một chiều.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống được thiết kế hoàn chỉnh gồm mạch động lực, mạch điều khiển phát xung, mạch bảo vệ và kiểm chứng mô phỏng:
Cấu trúc mạch động lực
- Máy biến áp nguồn ba pha: Thực hiện hạ điện áp lưới xoay chiều $380\text{ V}$ xuống điện áp thích hợp cấp cho bộ chỉnh lưu, tạo điểm trung tính làm cực âm của tải, hạn chế biên độ dòng ngắn mạch và tốc độ tăng dòng $di/dt$.
- Bộ chỉnh lưu tia ba pha: Gồm 3 Thyristor cấp dòng một chiều cho mạch phần ứng động cơ.
- Bộ lọc làm bằng: Cuộn kháng lọc $L_k$ mắc nối tiếp với mạch phần ứng để lọc sóng hài bậc cao, hạn chế chế độ dòng điện gián đoạn và đảm bảo biên độ sóng hài dòng điện $I_{1m} \le 0,1 I_{ưđm}$.
Cấu trúc mạch điều khiển và bảo vệ
- Mạch điều khiển: Sử dụng vi mạch tích hợp chuyên dụng TCA 780 để đồng pha, tạo điện áp răng cưa/tựa cosin, so sánh điện áp điều khiển và tạo chuỗi xung kép kích mở Thyristor qua khâu khuếch đại xung và biến áp xung cách ly.
- Mạch bảo vệ: Cánh tản nhiệt làm mát tự nhiên cho van bán dẫn; mạch RC triệt tiêu quá điện áp chuyển mạch và quá điện áp từ nguồn lưới; thiết bị bảo vệ quá dòng điện.
| Hạng mục phần tử | Thông số tính toán / Tiêu chuẩn chọn | Giá trị định mức |
|---|---|---|
| Dòng định mức động cơ ($I_{đm}$) | $I_{đm} = \frac{P_{đm}}{\eta_{đm} U_{đm}}$ | $70,34\text{ A}$ |
| Điện trở phần ứng ($R_ư$) | $R_ư = 0,5(1 - \eta_{đm})\frac{U_{đm}}{I_{đm}}$ | $0,25\ \Omega$ |
| Điện cảm phần ứng ($L_ư$) | $L_ư = \gamma \frac{U_{đm} \cdot 60}{2\pi p n_{đm} I_{đm}}$ | $1,777\text{ mH}$ |
| Điện áp ngược cực đại van ($U_{nv}$) | $U_{nv} = K_{dtU} \cdot U_{nmax} = 1,8 \times 460,7\text{ V}$ | $829,3\text{ V}$ |
| Dòng hiệu dụng qua van ($I_{lv}$) | $I_{lv} = \frac{I_{đm}}{\sqrt{3}}$ | $40,61\text{ A}$ |
| Dòng định mức van ($I_{đm_van}$) | $I_{đm_van} = K_i \cdot I_{lv} = 1,4 \times 40,61\text{ A}$ | $56,85\text{ A}$ |
| Công suất biểu kiến MBA ($S_{ba}$) | $S_{ba} = K_s \cdot P_d = 1,05 \times \frac{13000}{0,84}$ | $16250\text{ VA}$ |
| Điện áp thứ cấp MBA ($U_2$) | Tính toán theo phương trình cân bằng có tải | $205,6\text{ V}$ |
| Dòng điện thứ cấp MBA ($I_2$) | $I_2 = \sqrt{\frac{2}{3}} I_{ưđm}$ | $57,43\text{ A}$ |
| Dòng điện sơ cấp MBA ($I_1$) | $I_1 = K_{ba} \cdot I_2 = \frac{205,6}{380} \times 57,43\text{ A}$ | $31\text{ A}$ |
| Điện cảm cuộn kháng lọc ($L_k$) | $L_k = L - (L_ư + 2 L_{ba}) = 5,73 - 5,6\text{ mH}$ | $0,13\text{ mH}$ |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập - Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ - Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
Chương này khảo sát cấu tạo tĩnh (Stato gồm cực từ chính, cực từ phụ, gông từ) và cấu tạo quay (Rotor gồm lõi sắt phần ứng, dây quấn, cổ góp, chổi than) của động cơ DC. Tác giả tiến hành so sánh 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ:
- Mắc điện trở phụ vào mạch phần ứng: Làm giảm tốc độ dưới định mức nhưng độ cứng đặc tính cơ giảm mạnh, tổn hao công suất trên điện trở phụ lớn, phạm vi điều chỉnh hẹp.
- Thay đổi từ thông kích từ: Cho phép điều chỉnh tăng tốc độ lên trên tốc độ định mức với tổn hao nhỏ, nhưng không điều chỉnh được dưới tốc độ định mức và độ cứng đặc tính cơ giảm khi giảm từ thông.
- Thay đổi điện áp phần ứng: Duy trì từ thông định mức, các đường đặc tính cơ nhân tạo song song với đặc tính tự nhiên (độ cứng không đổi), phạm vi điều chỉnh đạt tới $D \le 10$ với hệ hở và rộng hơn khi có phản hồi vòng kín.
Tác giả kết luận lựa chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng cấp từ bộ chỉnh lưu Thyristor.
Chương 2. Lý thuyết về chỉnh lưu tia ba pha động cơ điện một chiều
Trình bày phân tích toán học và dạng sóng của mạch chỉnh lưu tia ba pha:
- Chỉnh lưu không điều khiển (Diode): Mỗi van dẫn trong khoảng $1/3$ chu kỳ ($120^\circ$). Điện áp ra trung bình $U_{dtb} = 1,17 U_{2f}$, điện áp ngược cực đại $U_{ND} = \sqrt{6} U_{2f} = 2,45 U_{2f}$, công suất máy biến áp $S_{BA} = 1,35 U_d I_d$.
- Chỉnh lưu có điều khiển (Thyristor): Phân tích hoạt động khi góc mở $\alpha \le 30^\circ$ và $\alpha > 30^\circ$ với các trường hợp tải thuần trở, tải điện cảm và tải có diode xả năng lượng ngược. Khi tải có điện cảm lớn, dòng điện tải liên tục và dạng sóng điện áp ngõ ra có thể xuất hiện phần âm trong khoảng dẫn.
Chương 3. Thiết kế và tính chọn các phần tử mạch động lực
Đây là chương trọng tâm với các phép tính chi tiết cho từng phần tử:
- Tính chọn Thyristor: Chọn van có điện áp ngược định mức $U_{nv} \ge 829,3\text{ V}$, dòng điện làm việc định mức $I_{đm} \ge 56,85\text{ A}$.
- Thiết kế máy biến áp lực ba pha ($16,25\text{ kVA}$):
- Mạch từ: Thép kỹ thuật điện $\exists 330$ dày $0,5\text{ mm}$, mật độ từ cảm $B_T = 1\text{ T}$. Đường kính trụ $d = 9\text{ cm}$, tiết diện trụ $Q_{fe} = 62,45\text{ cm}^2$, chiều cao trụ $h = 20\text{ cm}$, cấu trúc bậc thang 5 bậc (gồm 160 lá thép mỗi trụ). Tiết diện gông $Q_{bg} = 74,8\text{ cm}^2$, chiều rộng mạch từ $L = 56,4\text{ cm}$, chiều cao mạch từ $H = 37\text{ cm}$.
- Dây quấn sơ cấp: Điện áp $U_1 = 380\text{ V}$, số vòng $W_1 = 275$ vòng (14 lớp), dây đồng chữ nhật chuẩn hóa $S_1 = 11,4\text{ mm}^2$, mật độ dòng $J_1 = 2,7\text{ A/mm}^2$, chiều dài dây $L_1 = 112,31\text{ m}$.
- Dây quấn thứ cấp: Điện áp $U_2 = 205,6\text{ V}$, số vòng $W_2 = 150$ vòng (6 lớp), dây đồng chữ nhật $S_2 = 20,4\text{ mm}^2$, mật độ dòng $J_2 = 2,8\text{ A/mm}^2$, chiều dài dây $L_2 = 91,42\text{ m}$.
- Khối lượng vật liệu: Tổng khối lượng sắt $M_{fe} = 91,7\text{ kg}$ (trụ $28,26\text{ kg}$, gông $63,5\text{ kg}$); tổng khối lượng đồng $M_{Cu} = 85,12\text{ kg}$.
- Thông số ngắn mạch và sụt áp: Điện trở quy đổi về thứ cấp $R_{BA} = 0,24\ \Omega$, điện kháng quy đổi $X_{ba} = 0,6\ \Omega$, điện cảm $L_{BA} = 1,91\text{ mH}$, tổng trở ngắn mạch $Z_{BA} = 0,64\ \Omega$. Tổng sụt áp trên MBA $\Delta U_{BA} = 43,7\text{ V}$. Dòng ngắn mạch xác lập $I_{2nm} = 321\text{ A}$, dòng ngắn mạch tức thời cực đại $I_{max} = 604\text{ A} < I_{pik} = 1400\text{ A}$.
- Kiểm tra tốc độ tăng dòng: $(\frac{di_c}{dt}){max} = 0,132\text{ A/\mu s} < (\frac{di}{dt}){cp} = 100\text{ A/\mu s}$. Hiệu suất bộ chỉnh lưu $\eta = 95,22%$.
- Thiết kế cuộn kháng lọc ($L_k$): Dải điều chỉnh tốc độ $D = 20$, dải góc mở từ $\alpha_{min} = 10^\circ$ đến $\alpha_{max} = 66,8^\circ$. Điện áp sóng hài bậc một cực đại $U_{1m} = 76\text{ V}$, điện cảm cuộn kháng lọc yêu cầu $L_k = 0,13\text{ mH}$. Thiết kế kết cấu cuộn kháng: lõi thép $\exists 330A$ dày $0,35\text{ mm}$, tiết diện $Q = 4,25\text{ cm}^2$, số vòng quấn $W = 3$ vòng, tiết diện dây $S_k = 25,8\text{ mm}^2$, khối lượng sắt $0,63\text{ kg}$, khối lượng đồng $0,085\text{ kg}$, điện trở cuộn dây $R = 3,82 \times 10^{-3}\ \Omega$.
Chương 4. Thiết kế và tính chọn các phần tử mạch điều khiển
Xây dựng sơ đồ điều khiển hoàn chỉnh cho 3 kênh Thyristor:
- Sử dụng vi mạch tích hợp TCA 780 hoạt động theo nguyên lý điều khiển thẳng đứng arccos.
- Thiết kế máy biến áp đồng pha hạ áp và lấy tín hiệu đồng bộ từ lưới điện.
- Thiết kế mạch tạo điện áp răng cưa và dịch pha xung kích.
- Thiết kế tầng khuếch đại công suất xung và biến áp xung cách ly truyền xung kích tới cực điều khiển (Gate) của từng Thyristor.
Chương 5. Mạch bảo vệ và kết luận
Tính toán và lựa chọn các giải pháp bảo vệ hệ thống:
- Bảo vệ quá nhiệt: Lựa chọn cánh tỏa nhiệt nhôm tiêu chuẩn làm mát tự nhiên cho van bán dẫn.
- Bảo vệ quá dòng điện: Sử dụng Aptomat và cầu chì tác động nhanh bảo vệ ngắn mạch và quá tải.
- Bảo vệ quá điện áp: Thiết kế mạch lọc R-C mắc song song hai đầu mỗi Thyristor để triệt tiêu xung quá áp do quá trình chuyển mạch van và mạch R-C phía đầu vào để dập sóng quá áp từ lưới điện.
Chương 6. Mô phỏng mạch trên Matlab/Simulink
Xây dựng mô hình mô phỏng gồm:
- Khối nguồn xoay chiều ba pha và máy biến áp.
- Khối cầu chỉnh lưu tia ba pha Thyristor với khối phát xung điều khiển.
- Khối mô hình động cơ DC kích từ độc lập với từ thông không đổi.
- Chạy chương trình m-file và mô phỏng hệ thống trên Simulink để xuất đồ thị dạng sóng điện áp ngõ ra, dòng điện phần ứng và quá trình khởi động, thay đổi tốc độ của động cơ.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán kỹ thuật chính
| Thông số hệ thống | Giá trị thiết kế | Đơn vị |
|---|---|---|
| Công suất định mức động cơ ($P_{đm}$) | $13$ | $\text{kW}$ |
| Điện áp phần ứng định mức ($U_{đm}$) | $220$ | $\text{V}$ |
| Dòng điện phần ứng định mức ($I_{đm}$) | $70,34$ | $\text{A}$ |
| Công suất biểu kiến máy biến áp ($S_{ba}$) | $16,25$ | $\text{kVA}$ |
| Điện áp sơ cấp / thứ cấp MBA ($U_1 / U_2$) | $380 / 205,6$ | $\text{V}$ |
| Số vòng dây sơ cấp / thứ cấp ($W_1 / W_2$) | $275 / 150$ | $\text{vòng}$ |
| Khối lượng sắt / đồng MBA | $91,7 / 85,12$ | $\text{kg}$ |
| Tổn hao ngắn mạch MBA ($\Delta P_n$) | $3562$ | $\text{W}$ ($21,92%$) |
| Tổn hao không tải MBA ($P_0$) | $119$ | $\text{W}$ ($0,73%$) |
| Hiệu suất thiết bị chỉnh lưu ($\eta$) | $95,22$ | $%$ |
| Điện cảm cuộn kháng lọc ($L_k$) | $0,13$ | $\text{mH}$ |
| Khối lượng sắt / đồng cuộn kháng lọc | $0,63 / 0,085$ | $\text{kg}$ |
| Dải góc mở điều khiển ($\alpha_{min} \div \alpha_{max}$) | $10^\circ \div 66,8^\circ$ | $\text{độ}$ |
Đóng góp kỹ thuật của đồ án
- Cung cấp quy trình tính toán giải tích hoàn chỉnh cho hệ truyền động chỉnh lưu tia ba pha - động cơ DC từ khâu chọn van, thiết kế chi tiết máy biến áp lực (kích thước hình học mạch từ, số lớp dây, nhiệt độ vận hành $75^\circ\text{C}$), tính cuộn kháng lọc đến mạch bảo vệ.
- Ứng dụng thành công vi mạch TCA 780 trong việc tạo xung điều khiển đồng bộ theo nguyên tắc thẳng đứng cosin.
- Kiểm chứng tính đúng đắn của các công thức giải tích thông qua mô phỏng số trên công cụ Matlab/Simulink.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Sơ đồ chỉnh lưu hình tia ba pha có nhược điểm là dòng điện chạy qua các cuộn dây thứ cấp máy biến áp chỉ theo một chiều, gây hiện tượng từ hóa một chiều lõi thép máy biến áp và hiệu suất sử dụng công suất MBA kém hơn sơ đồ cầu ba pha ($S_{BA} = 1,35 P_d$). Mạch điều khiển sử dụng vi mạch tương tự TCA 780, chưa tích hợp các thuật toán điều khiển số hiện đại.
- Hướng phát triển: Nghiên cứu chuyển đổi sang sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha để nâng cao chất lượng điện áp và hiệu suất máy biến áp; số hóa mạch điều khiển bằng vi điều khiển/DSP; bổ sung hệ thống điều khiển vòng kín hai mạch vòng (vòng dòng điện và vòng tốc độ) nhằm nâng cao độ chính xác và mở rộng dải điều chỉnh.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo hữu ích cho:
- Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử công suất, Tự động hóa thực hiện đồ án môn học Điện tử công suất hoặc đồ án tốt nghiệp liên quan đến thiết kế bộ biến đổi bán dẫn và truyền động điện một chiều.
- Cán bộ kỹ thuật cần tài liệu hướng dẫn tính toán kết cấu máy biến áp chỉnh lưu chuyên dụng, cuộn kháng lọc san bằng dòng điện và ứng dụng vi mạch điều khiển Thyristor TCA 780.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án lựa chọn phương pháp điều chỉnh điện áp phần ứng thay vì thay đổi từ thông kích từ?
Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng cho phép điều chỉnh tốc độ từ tốc độ định mức trở xuống với độ cứng đặc tính cơ không đổi trong toàn dải điều chỉnh, tổn hao năng lượng thấp và dễ thực hiện bằng bộ biến đổi điện tử công suất. Phương pháp thay đổi từ thông chỉ cho phép điều chỉnh tăng tốc độ lên trên định mức và làm giảm độ cứng đặc tính cơ khi giảm dòng kích từ.
2. Thông số định mức và hệ số dự trữ khi chọn van Thyristor trong đồ án là bao nhiêu?
Thyristor được tính chọn với điện áp ngược cực đại $U_{nmax} = 460,7\text{ V}$, sử dụng hệ số dự trữ điện áp $K_{dtU} = 1,8$ dẫn đến điện áp ngược định mức yêu cầu $U_{nv} = 829,3\text{ V}$. Dòng điện hiệu dụng qua van là $I_{lv} = 40,61\text{ A}$, sử dụng hệ số dự trữ dòng điện $K_i = 1,4$ (chế độ làm mát tự nhiên) dẫn đến dòng định mức van là $56,85\text{ A}$.
3. Kết cấu máy biến áp chỉnh lưu ba pha được thiết kế với kích thước và vật liệu như thế nào?
Máy biến áp có công suất $16,25\text{ kVA}$, điện áp $380/205,6\text{ V}$. Lõi thép dùng thép $\exists 330$ dày $0,5\text{ mm}$ với đường kính trụ $d = 9\text{ cm}$, chiều cao $h = 20\text{ cm}$, tiết diện 5 bậc thang. Dây quấn đồng bọc cách điện cấp B có sơ cấp 275 vòng ($S_1 = 11,4\text{ mm}^2$), thứ cấp 150 vòng ($S_2 = 20,4\text{ mm}^2$). Tổng khối lượng sắt là $91,7\text{ kg}$ và khối lượng đồng là $85,12\text{ kg}$.
4. Cuộn kháng lọc trong mạch động lực có nhiệm vụ gì và thông số thiết kế ra sao?
Cuộn kháng lọc $L_k = 0,13\text{ mH}$ được mắc nối tiếp với phần ứng nhằm hạn chế biên độ sóng hài bậc một của dòng điện tải ở góc mở cực đại $\alpha_{max} = 66,8^\circ$ sao cho $I_{1m} \le 10% I_{ưđm}$ ($7,034\text{ A}$), giúp giảm đập mạch dòng điện, hạn chế tia lửa điện trên vành góp và giảm vùng dòng điện gián đoạn. Kết cấu gồm lõi thép $\exists 330A$ ($0,63\text{ kg}$) và 3 vòng dây đồng chữ nhật ($0,085\text{ kg}$).
5. Vi mạch TCA 780 đảm nhận vai trò gì trong mạch điều khiển?
TCA 780 là vi mạch chuyên dụng điều khiển Thyristor theo nguyên lý thẳng đứng arccos. Vi mạch nhận tín hiệu đồng pha từ lưới, tạo điện áp răng cưa đồng bộ, so sánh với điện áp điều khiển để xác định chính xác thời điểm phát xung kích và cung cấp chuỗi xung đôi đưa qua tầng khuếch đại - biến áp xung tới các van.
Kết luận
Đồ án đã hoàn thành thiết kế toàn diện hệ thống truyền động chỉnh lưu hình tia ba pha điều khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập $13\text{ kW}$ từ nguồn lưới $380\text{ V}$. Toàn bộ các phần tử bao gồm 3 van Thyristor, máy biến áp lực ba pha $16,25\text{ kVA}$, cuộn kháng lọc $0,13\text{ mH}$, mạch điều khiển vi mạch TCA 780 và mạch bảo vệ RC đều được tính toán giải tích chi tiết và kiểm chứng tính khả thi. Kết quả mô phỏng trên Matlab/Simulink xác nhận hệ thống vận hành đúng lý thuyết, đáp ứng tốt yêu cầu điều chỉnh điện áp và tốc độ động cơ trong dải góc mở từ $10^\circ$ đến $66,8^\circ$.