BÀI GIẢNG PHƯƠNG PHÁP điều KHIỂN

CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU TP.HCM, THÁNG NĂM 2014 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HT ĐIỀU KHIỂN + Đảm bảo phát xung đủ y/c để mở SCR: đủ biên độ, độ rộng, sườn xung ngắn + Đảm bảo tính đối xứng kênh điều khiển + Đảm bảo độ cách ly mạch điều khiển & mạch động lực + Đảm bảo quy luật thay đổi pha xung điều khiển CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HT ĐIỀU KHIỂN + Có thể khống chế phạm vi điều chỉnh góc 𝜶, khơng phụ thuộc vào thay đổi điện áp lưới Góc kích 𝜶 cho SCR phải nhau, phải ổn định lại điều chỉnh để điện áp thay đổi từ đến giá trị cao + Không gây nhiễu hệ thống điều khiển khác + Có khả bảo vệ tải, áp, pha SƠ ĐỒ ĐIỀU KHIỂN TỔNG QUÁT 𝜶 PHÂN TÍCH  Tín hiệu đồng tạo mốc chuẩn thời gian cần cho việc xác định góc điều khiển, đồng thời xác lập đặc tính áp chỉnh lưu trung bình Ud áp điều khiển uđk  Do đó, tín hiệu đồng chọn thay đổi khoảng thời gian xuất điện áp khoá linh kiện dựa vào dạng điện áp nguồn xoay chiều  Tín hiệu điều khiển xác định điểm làm việc đặc tính điều khiển cho biết độ lớn góc điều khiển  Cả t/h điều khiển & đồng xử lý analog digital VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA PHA DÙNG KỸ THUẬT ANALOG VỚI TÍN HIỆU ĐỒNG BỘ DẠNG RĂNG CƯA Giả sử sóng điều khiển biến thiên giới hạn hai cực trị sóng đồng cưa (-Upm,+Upm) VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA PHA DÙNG KỸ THUẬT ANALOG VỚI TÍN HIỆU ĐỒNG BỘ DẠNG RĂNG CƯA Giá trị góc kích với đại lượng áp điều khiển dễ dàng xác định theo hệ thức sau đây: VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA PHA DÙNG KỸ THUẬT ANALOG VỚI TÍN HIỆU ĐỒNG BỘ DẠNG RĂNG CƯA Quan hệ điện áp chỉnh lưu trung bình mạch tia pha điều khiển hồn tồn với góc điều khiển cho hệ thức:  Hàm quan hệ áp chỉnh lưu trung bình, điện áp điều khiển góc điều khiển biểu diễn lại dạng đồ thị : VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU MẠCH TIA PHA DÙNG KỸ THUẬT ANALOG VỚI TÍN HIỆU ĐỒNG BỘ DẠNG RĂNG CƯA + Đặc tính điều khiển Ud(uđk) có dạng phi tuyến, nhiên dạng mạch dễ thực Trong việc khảo sát hệ thống điều khiển có hiệu chỉnh, đặc tính phi tuyến tuyến tính hố  Khi đó, CL xem mạch KĐCS với độ khuếch đại cho tỉ số độ biến thiên điện áp chỉnh lưu trung bình độ biến thiên điện áp điều khiển xem số chế độ dòng liên tục VÍ DỤ Bộ chỉnh lưu mạch tia ba pha mắc vào nguồn xoay chiều ba pha với trị hiệu dụng áp pha U = 220 V , 𝝎= 314 rad/s Góc điều khiển 𝜶 xác định sở áp cưa áp điều khiển Cho biết áp cưa thay đổi phạm vi -12V đến +12V Giả thiết dòng điện qua tải liên tục a/ Tính độ lớn áp chỉnh lưu tải áp điều khiển udk = V b/ Tính độ lớn áp điều khiển điện áp chỉnh lưu 220 V 10 VÍ DỤ 19 VÍ DỤ 20 VÍ DỤ 21 VÍ DỤ 22 BỘ CHỈNH LƯU KÉP 23  Các dạng chỉnh lưu khảo sát cho phép dòng điện qua tải theo chiều, điện áp có chiều thay đổi  Một số tải địi hỏi đảo chiều dịng điện q trình hoạt động, chẳng hạn trình hãm động chiều trình mạ điện 24 CÁC CẤU HÌNH MẠCH CL ĐẢO CHIỀU DỊNG ĐIỆN A Dùng cơng tắc đảo Để đảo chiều dòng qua tải, với chỉnh lưu đơn, mạch cần trang bị thêm cơng tắc đảo Q trình đảo chiều dịng điện tải- ví dụ từ dương sang âm: trước hết dòng điện điều khiển từ giá trị dương dịng khơng cách điều chỉnh góc kích chỉnh lưu giá trị 𝜶max Khi dịng đạt giá trị khơng, mạch điều khiển thực mở cơng tắc thuận T sau đóng cơng tắc ngược N Bằng q trình điều khiển góc kích chỉnh lưu, dịng điện qua tải đổi dấu đạt giá trị dòng yêu cầu max Tương tự cho q trình đảo chiều dịng 25 điện tải từ âm sang dương CÁC CẤU HÌNH MẠCH CL ĐẢO CHIỀU DÒNG ĐIỆN B BỘ CL KÉP Bộ chỉnh lưu kép có khả điều khiển dịng điện qua tải theo hai chiều, bao gồm hai chỉnh lưu đơn ghép lại Bộ chỉnh lưu I điều khiển dòng điện qua tải theo chiều dương chỉnh lưu II điều khiển dòng qua tải theo chiều âm 26 CÁC DẠNG MẠCH CHỈNH LƯU KÉP * Dạng mạch chữ thập: cần hai nguồn điện áp xoay chiều riêng Điểm thuận lợi dạng mạch khả giới hạn dòng cân cực đại tốt so với dạng mạch đối song 27 CÁC DẠNG MẠCH CHỈNH LƯU KÉP * Dạng mạch đối song: cần nguồn điện áp xoay chiều thích hợp cho trường hợp điều khiển riêng biệt 28 CÁC DẠNG MẠCH CHỈNH LƯU KÉP • Dạng mạch chữ H: thích hợp cho phương pháp điều khiển riêng biệt điều khiển đồng thời Cuộn kháng dùng để giới hạn dịng cân mắc điểm trung tính hai mạch nguồn pha; đồng thời cuộn kháng tác dụng nắn dòng điện tải So với dạng mạch chữ thập, dịng điện ln qua cuộn thứ cấp, làm cơng suất định mức cho máy biến áp chọn nhỏ 29 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP A PP điều khiển riêng: 30 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP A PP điều khiển riêng: 31 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP B PP điều khiển đồng thời : Cấu tạo chỉnh lưu kép theo phương pháp điều khiển đồng thời phức tạp phải trang bị cuộn kháng cân (xem hình H2.79) Sơ đồ mạch mô tả nguyên lý điều khiển vẽ hình H2.78 Khối chuyển yêu cầu dòng điện tải thành yêu cầu dòng điện nhánh chỉnh lưu Tín hiệu ioyc làm tăng thêm dòng điện yêu cầu qua nhánh chỉnh lưu với độ lớn dòng tăng dòng cân 32 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP 33 ... áp chọn nhỏ 29 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP A PP điều khiển riêng: 30 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP A PP điều khiển riêng: 31 PP ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU KÉP B PP điều khiển đồng thời : Cấu... bình mạch tia pha điều khiển hồn tồn với góc điều khiển cho hệ thức:  Hàm quan hệ áp chỉnh lưu trung bình, điện áp điều khiển góc điều khiển biểu diễn lại dạng đồ thị : VÍ DỤ ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH... xoay chiều thích hợp cho trường hợp điều khiển riêng biệt 28 CÁC DẠNG MẠCH CHỈNH LƯU KÉP • Dạng mạch chữ H: thích hợp cho phương pháp điều khiển riêng biệt điều khiển đồng thời Cuộn kháng dùng để