Phần một: TONG QUAN MACH CHINH LUU CÀU MỘT PHA 1.Sơ đồ: Chỉnh lưu cầu một pha 2.Nguyên lý hoạt động:
Trong sơ đồ có 4 Tiristor duoc điều khiển bằng các xung dong tuong tng ig, ip, lạ, lạ Mạch chỉnh lưu dược cung cấp một điện áp xoay chiều qua máy biến áp với điện áp
U2 = Unmsin ot (v)
Các xung điều khiển này có cùng chu kỳ với u; nhưng xuất hiện sau up Các xung i¿¡ và i¿ xuất hiện sau u¿ một góc a
Các xung iy va ig xuất hiện sau uz một gÓc 7 +0 Các Trisisto này sẽ tự động khoá lại khi u; =0
Phụ tải được biểu diễn bằng một sức phản điện động E, điện trở R và điện cảm L Ta chỉ xét mạch này khi L rất lớn và E nhỏ hơn giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu Trong trường hợp này, mạch làm việc ở chế độ cung cấp liên tục, dòng qua phụ
tải hầu như không đổi và bằng giá trị trung bình của nó lạ
Tương ứng với góc mở ta có hai chế độ làm việc của mạch chỉnh lưu là: -_ Khiœ<z/2 và E<0 mạch làm việc ở chế độ chỉnh lưu
-_ Khiœ>z/2và E>0 mạch làm việc chế độ nghịch lưu phụ thuộc
Ta chỉ xét trường hợp mạch làm việc ở chế độ chỉnh lưu với góc điều khiển œ < x /2 và E>0
* Hoat dong:
Trong nửa chu kỳ đầu của điện áp chỉnh lưu (0 < wt <2), U,> 0, các Tiristor T¡ và T› phân cực thuận, ở trạng thái sẵn sàng mở
Tại thời điểm œ= 0¡ = ot; ta cho xung điều khiển mo T, va T3 : Ug = U2 Dòng điện di tir A qua T, đến tái rồi qua Tạ về B
Điện áp chỉnh lưu (ở hai đầu phụ tải ) Uạ= Uạ = Uz„sin @t (v)
Khi T¡ và Tạ mở cho dòng chảy qua ta có phương trình đề xát định dòng điện qua tải: Ldi/dt + R.i¿ + E= U¿ = U;„sin wt (v)
Tại lúc góc pha bằng r, U¿ = 0 nhưng T; và T; vẫn chưa bị khóa vì dòng qua chúng
vẫn còn lớn hơn 0
Trong nửa chu kỳ sau của điện áp chỉnh luu (a < @t< 27), U2 < 0, các Tiristor T› và Tạ phân cực thuận, ở trạng thái sẵn sàng mở
Tại thời điểm 0 = 0= @tạ= 2+ a ta cho xung điều khiển mở Tạ và Tạ : Uạ = -U;,
Dòng điện đi từ B qua T; đến tải rồi qua T về A
Điện áp chỉnh lưu (ở hai đầu phụ tai ) Ug = -U2 = -U>,,sin at (Vv)
Trang 2Sự mở T› và Tạ làm cho Uy = Up v a Um = Ua Do do dién áp trên T; và T› là: Uri = Ua — Um = Un- Up =U <0
Ur3 = Un — Ug = U,a- Ug = U2 <0
Do đó làm cho T; và T; tắt một cách tự nhiên
3 Biểu thức xác định dòng và áp:
Do điện cảm có giá tri rất lớn nên dong qua tai ig la dong lién tuc, ig = lạ Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu:
1 Tl+a@
U, == [Un sin a.t.da.t = au cosa 2m
Trang 35 Hiện tượng trùng dẫn: Thực tế khi xét đến điện cảm L¿ ( trên cuộn dây thứ cấp MBA), ta có thể biểu diễn mạch như sau: T4 m3
Do có điện cảm Lạ, nên tại góc œ, khi ta cho xung điều khiển mở T; và T„ dòng điện
qua T; và Tạ làia,iạ không thể giảm đột ngột từ lụ xuống 0, và dòng qua T; và T, cũng không thể tăng đột ngột từ 0 đến lạ Hiện tượng mở đồng thời cả bốn Tiristor như vậy gọi là hiện tượng trùng dẫn
Lúc này cả 4 Tiristor đều mở cho dòng chảy qua, phụ tải bị ngắn mạch, Uạ = 0, nguồn e; cũng bị ngắn mạch sinh ra dòng ngắn mach i, X di do 9 >i, = 200 sn 0.4.0 = x, a Ta có phương trình: /2U, sin 8 = v 2m s m¬ = cosớ] - Hiện tượng trùng dẫn làm cho điện thế tại hai điển M và N bằng nhau và dòng chỉnh lưu ig=0
- Hiện tượng trùng dẫn bắt dầu từ góc œ và kéo dài đến khi ir¡s giảm đến 0 tại m+ơ
Dat i, = ig tigg VỚI lại = ig = i,/2
i,, lam tang dong trong T, va lam giam dong trong T; ig lam tang dong trong T> va lam giảm dong trong T;
inn g = v2U; [cosa —cos(z +a)
ra 2x,
in, = T„[cosơ —cos(z + a)] (A)
Khi kết thúc giai đoạn trùng dẫn, tức là khi Ô=u, 1r¡s = 0, phương trình chuyển mạch
2X1, a) 42U,
GVHD Doan Quang Vinh SVTH Đình Tấn Toàn Lớp 01D2
Trang 4Xát định sụt ápchinh lưu trung bình AUh đo hiện tượng trùng dẫn gây ra: 42U, AUg= ` [\2sin(9+ø)4ð = [cosz—cos(z+ø)| (2) a 0 Thay (2) vào phương trình (2) ta có được: 2X,I Au = 2*d a 2 z *
Trang 5„ Phần hai:
TĨNH CHỌN MẠCH ĐỘNG LỰC Tính chọn mạch động lực dùng trong sơ đồ với các thông số:
Điện áp một chiều của động cơ: Eưđm = 110 VDC Dòng điện định mức: lưđm =2.35 A
Công suất động cơ: Pdm =160W
Hệ số dự trit dong dién ( chon) : Ku= 1,6 Hệ số dự trữ điện áp ( chọn) : Ki=1.3 ( Ki = 1,1 +1,6) rm 12 am BIẾn - l ume Mạch động lực 1Tính chọn bộ biến đối:
1 Xát định điện áp chỉnh lưu không tải:
Bộ biến đổi điện áp chỉnh lưu Thysisto cần có giá trị điện áp không tải đảm bảo
cung cấp cho phần ứng của động cơ một chiều hoạt động a Điện áp chỉnh lưu không tải được tính như sau:
Uso = (Uam + 4%U dn + 1,5%U am + 0,8%U am + AUn) (1) Trong do:
Uam : dién ap chinh luu cue dai Uan = Eudm = 110 V 4%Uam : Sut ap trén dién tro MBA
1,5%Uam : sụt áp trên điện kháng MBA
AU, : sụt áp trên 2 Tiristor nối tiếp AU, x2 V Thay các trị số vào phương trình (1) ta được:
Ug = (110 + 0,04.110 + 0,015.10 + 0,08.110 + 2) = 118,93 V Vậy điện áp chỉnh lưu khong tai Uy = 118,93 V
b.Giá trị hiệu dụng điện áp pha thứ cấp MBA
_ M2U, —COSØ
Ta có: U,
is
Trang 6z,„ _ z.11893 _ ` 2/2 22 Do đó tỉ số MBA là: m = Uz/U¡= 132,1/220 = 0,6 d Điện áp ngược lớn nhât môi Tiristor phải chịu: U,, = V2U,, = V2.132,1 =186,8V im Suyra U,= =132,V
2 Xát định dòng chỉnh lưu và dong trong mdi pha cla MBA : a Dong chinh luu trung binh:
Dòng điện chỉnh lưu trung bình cũng chính là dòng trong phần ứng của động cơ điện: Iy = Iu = 2,35 A b Dòngđiện chỉnh lưu trung bình chảy trong mỗi Tiristor: I, = Iy/2 = 2,35/2 = 1,175 A c Gia tri hiéu dung của dòng điện chảy trong pha thứ cấp MBA: b=lu=2,35 A d Giá trị hiệu dụng của dòng điện chảy trong pha sơ cấp MBA: I, = ml, = 0,6.2,35 = 1,41 A 2.Chon Tiristor: Dựa vào các thông số: Hệ số dự trữ điện áp: Ku= 1,6 Hệ số dự trữ dòng điện: Ki = 1,3
Yêu cầu về mặt kỹ thuật các Tiristor phải chịu được : Điện áp ngược lớn nhất : Ung= Ku.Ujm =1,6.186,8 = 299 V Dong dién trung binh I), = Ki-Ip = 1,3.1,175 = 1,5275 A Theo bang L3 ĐTCS ta chọn loại Tiristor có các thông sé sau: Mã hiệu Iw U; AU tow I, Uy | đ/đ | dựdt (A) | ŒKV) | @) | (w) | (A) — (V) | (A/ms) | (ws/Hs) KY(2Y)-201K | 2 043 2 35 | 035 53 ] 40 50 3 Tính chọn máy biến áp: a Mạch từ: - Công suất biêu kiến của MBA: S=U.[= 132,1.2,35 =310,4W
MBA một pha, ta chon mach tir 1 tru: c= 1, tần số : f= 50Hz -Tiết diện trụ tính tốn theo cơng thức kinh nghiệm: Ss Q=k of Máy biến áp khô nên k = 6 310,4 1.50
Trang 7_ Trọng lượng thép từ: 4040g = 4,04 kg _ Sô lượng lá thép: 160 lá Mạch từ có dạng như hình vẽ với các kích thước như sau: a(mm) | h(mm) | c(mm) | C(mm) | H(mm) | B(mm) 32 80 32 128 112 64 C Cc cla a2 Hh B các kích thước co ban tiết diện trụ Trụ :
_ Tiết diện thô = cxB = 3,2.6,4 = 20,48 cm’ _ Tiết diện hiệu quả = 0,95.20,48 = 19,5 em
— Trọng lượng tru = 7,5.0,195.1,2 = 1,75 kg Quy lat ( Quylass):
Trang 8Đường kính phía dây quấn thứ cấp:
4S, _ [41, _ [ 4.235
d, = 2 Via = Vas, = =1,04mm \314.2,75
Chon day:
Dua vao bang II.3_(tr 82-DTCS) thong sé day dan tiét dién tron, ta chon day dan sơ cấp và thứ cấp MBA có các thông số như sau:
d;= 0,8 mm; S¡ = 0,5027 mm’; 4,47 g/m; p; = 0,0342 Q/m d,=1 404 mm; S; = 0,8495 mmÊ:; 7,55 g/m; pạ = 0,0202 O/m Óng dây quấn:
Bán kính ống dây: r=, a = 36mm
Vậy ta lồng vào trụ một ống làm bằng vật liệu cách điện dày 2mm Vậy bán kính
trong dây quân của trụ là: 36 + 2 = 38 mm +Dây quấn sơ cấp:
- Dây quân sơ câp gồm 462 vòng
Đề đảm bảo cách điện ta chia dây quan so cap lam 8 lớp: (7 x 60 + 42 vòng) - Giữa hai lớp ta dat một lớp giấy cách điện dày 0,1 mm bằng bìa
- Bề dày dây quấn SƠ "cấp =d).n+ 0,1.7 = 0,8.8 + 0,7 =7,1 mm - Ban kinh trung bình của dây quấn sơ cấp: Tip = 38 + 7,1/2 = 41,55 mm - Chiều dài day quan sơ cấp: lị =211riw.10.nị = 2.3,14 41,55.10.462 = 120,6 m - Điện trở của dây quấn ở 75°C: Rị = p¡.li(1+0,004 75) = 0,0342.120,6.(1+0,004.75) = 3,160 +Dây quấn thứ cấp:
- Dây quấn thứ cấp gồm 278 vòng Chia làm 6 lớp ( 5x 48 + 38 vòng ) - Giữa hai lớp đặt một lớp giây cách điện dày 0,lmm bằng bìa
Trang 9vy.5zm r a4 it la 107 h 3 xe 8.3,14".462" “5 + im 7146.74 32 }10°3 14.10°8 80.10 2 3 X= 8.3,142.4622, 1801107 80 36,6.10 3314.107 =3,70 3
Vậy AU; = X.la /7= 3,7.2,35 /3,14= 2,76 V d Điện áp rơi trên điện trở:
AU, = [RztRi(nz/n,)Ÿ].l¿
= [2,47 + 3,16.(278/462)? ].2.35 = 8,5 V
e Điện áp chính lưu khi đầy tải: Ú =U,, - AU, - AU, - AU = 118,93 — 8,5 — 2,76 — 1,5 = 106,17 V £ Tổn thất trong sắt từ có xét đến 15% tổn thất phụ: P = 1,15.1,3.(1,75.1,1 + 2,34.1,1) = 6,73 W j Hiệu suất cúa thiết bị chính lưu: _ UạT, 7 U, 1, +P+AU,.1, +150, 1 118,93.2,35 100% = 90,24% _ 118,93.2,35 + 6,73 +8,5.2,35 + 1,5.2,35 ø Tổng trớ ngắn mạch: Z, =X? +R, = 3,7? +3,6° =5,2Q Voi Ry=R2+ Ri(n /m)’= 3,6 Q h Dòng điện ngắn mạch: I, = U2/Z, = 132,1/5,2=254A
4 Cu6n khang can bang L,:
Trang 10Suy ra: X,= 2 Với Xo = Low Tea = 2%.Tg = 2% 2,35 = 0,047 A _ V2.132,1 v= 0,047.3,14 =1265,00 Vay, 1= °=12552 Tay @ 314 Mặt khác : Lụ_2.Lụ, + Lụ, Với: L„=X„/@=3,7/314=0/012H Dođó: Ly =(Lạ—L„)/2=(4-0,012)/2=1,2H Š.Tính bộ lọc LC:
Bộ lọc là thiết bị nối giữa nguồn chỉnh lưu và phụ tải điện một chiều Bộ lọc có
chức năng ngăn chặn thành phần xoay chiều của điện áp và dòng chỉnh lưu Trong mạch chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ, ta thiết kế bộ lọc có nhiệm vụ chủ yếu là
hạn chế thành phan song hài bậc một và chi cho dòng một chiều đi qua
Đối với mạch chỉnh lưu công suất lớn, ta dùng bộ lọc LC gồm: Một tụ điện C nối song song với phụ tải và một điện cảm L mắt nói tiếp với phụ tải Sơ đồ bộ lọc được bồ trí như mạch sau: 1L —anms 4 Ud a DC Lo B6 loc L,C
Điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu có thể được khai triển thành chuỗi Fourier
Nêu ta chỉ quan tâm tới hai sô hạng đâu tiên thì điện áp đâu ra của bộ chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ có dạng như sau: 242U, I U, = +a, 42U, cos2ø Trong đó: + Up la gia tri hiệu dụng của điện áp phía thứ cấp MBA + a,=4/3n=0,425
Nếu giả thuyết đối với sóng hài tan sé thap ma X, >> Xc thi dong xoay chiéu chay qua L và C sẽ quyết định bởi Xạ, khi đó ta có thể viết: 2U, I, = aA, _ (2+2,5)%1, =0.064 2oL
Điện áp nhâp nhô:
AU, = Lon = Ý2a,U,
2C 4ø@°LC
Trang 12Phần ba:
TÍNH CHỌN MẠCH BẢO VỆ:
Đối với chỉnh lưu bán dẫn, khi tính toán cũng như trong vận hành ta phải đảm bảo vấn đề bảo vệ quá dòng và quá áp cho các thiết bị trong mạch
Thiết bị bán dẫn có van bán dẫn có kích thước nhỏ ( lớp tiếp giáp), nhiệt dung bé và mật độ dòng điện qua mặt tiếp giáp p-n lớn nên rất nhạy với quá tải về dòng Hằng số thời gian phát nóng của một bản Silic trong van công suất chỉ cỡ vài phần trăm giây Do đó khâu bảo vệ dòng điện đòi hỏi phải tác động nhanh
Mặt khác, van bán dẫn cũng rất nhạy đối với quá điện áp, chỉ cần tồn tại một điện áp ngược lớn hơn giá trị cho phép trong khoảng 1 - 2 us ciing có thé chọc thủng mặt tiếp giáp p-n
1 Bảo vệ quá dòng điện:
Hai nguyên nhân gây quá dòng điện: Ngắn mạch và quá tải a Ngắn mạch:
Đây là trường hợp có sự cố tạo ra dòng điện quá lớn như ngắn mạch trên tải, trên dây dẫn thứ cấp của MBA ( ngắn mạch bên ngoài), ngắn mạch các pha do chọc thủng van bán dẫn ( ngắn mạch bên trong), do đột biến nghịch lưu
b Quá tải:
Hiện tượng quá tải xuất hiện trong trong thời gian làm việc xát lập hoặc quá độ Giá trị không lớn lắm và cho phép ton tai trong thoi gian lau
Để bảo vệ quá dòng cho các Tiristor, ta dùng các dây chảy tác động nhanh Loại dây chảy làm bằng chì hoặc bằng bạc lá được đặt trong vỏ sứ có chứa cát thạch anh hoặc nước cắt
thg te
Các giai đoạn hoạt động của dây chảy Hoạt động của dây chảy có thể chia làm hai giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: từ t= 0 đến khi bắt đầu xuất hiện hồ quang
Giai đoạn 2; từ t = tạ đến khi kết thúc (t = t,)
Dòng điện khi chạy qua dây chảy sẽ sinh ra một nhiệt lượng Q = i Rt
Để bảo vệ quá dòng cho bộ biến đồi, ta chọn và đặt dây chảy tại các vị trí như sau: (3 vị trí )
Vi tri 1: Dat tai ngd vao cla MBA VỊ trí 2: Dat tai ngd ra cua MBA
Vị trí 3: Đặt nối tiếp với mỗi Tiristor một dây chảy Vi tri đặt dây chảy như hình vẽ sau:
Trang 13eC T4 24C 1 Các vị trí đặt dây cháy 2 Bảo vệ quá điện áp:
Có hai nguyên nhân gây quá điện áp: Nguyên nhân nội tại và nguyên nhân bên ngoài
a Nguyên nhân nội tại:
Do sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn Khi ta khoá các Tiristo bằng điện áp ngược các điện tích đổi ngược hành trình, tạo ra dòng điện ngược trong khoảng thời gian rất ngắn |— t Dong va áp do sự tích tụ điện tích u2
Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược Bay ra sức điện động cảm ứng rất lớn trong các điện cảm của đường dây nguồn dẫn đến các Tiristor, làm cho giữa Anot và Catot của Tiristor xuất hiện quá điện áp
a Nguyên nhân bên ngoài:
Các nguyên nhân này thường xảy ra ngẫu nhiên như cat khong tai mot MBA trên đường dây, khi một cầu chì bảo vệ bị chảy, khi bị sét đánh
Để bảo vệ quá áp, ta thường dùng mạch RC như sau:
- R,C đấu song song với Tiristor nhằm bảo vệ > qua dién ap do tich tu dién tich khi
chuyên mạch gây nên :
Trang 14
- RC dau gitta hai pha thứ cấp MBA để bảo vệ quá điện áp do cắt khơng (dịng từ
hố) tải MBA gây nên
Báo vệ quá áp cho Tiristor khi cắt khéng tai MBA
Thông số của R và C phụ thuộc vào mức độ quá điện áp có thể xảy ra, tốc độ biến thiên của dòng chuyển mạch, điện cảm trên đường dây, dòng điện từ hố MBA
Ta chọn thơng số của R và C bằng cách dùng đô thị giải tích, sử dụng những đường cong chuẩn
* Tinh R,C bao vé quá điện áp do tích tụ điện tích gây nên: - Hệ số quá điện áp: K = U¡mp / (Ku-Uim)
Với
Uimp : 1a giá trị cực đại cho phép của điện áp thuận và ngược đặt trên Tiristor một cách không chu kỳ Tra theo số tay ĐTCS ta có Uimp = 300 V
Uim: 1a gia trị cực đại của điện áp ngược thực tê đặt trên Tiristor U;„ = 186,8 V
Ký: là hệ số dự trữ điện áp K, = 1,6 Ta tính được K = 300/ (1,6.186,8) = 1,67
- Xát định các thông số trung gian: CÏ„„(K), RỶ„„„(K), RỶ„„(K)
Dựa vào hình X-9 ĐTCS, với K=_ 1,67 ta có Cmin(K) = 0,85; RÏ„(K) = 0,75 R mm) = 1,75
Tinh “| max khi chuyén mach Khi chuyển mạch ta có ’ phượng trình:
lùa a dt 42U, sin Ø
Suy ra diy = V2U, _ 2.1321 — 1s s7 10 4/ý = 15,57.102 A / us dt L„ 0.012 -_ Xát định điện lượng tích tụ Ø= (4)
t
Trang 15R min 'bạ * U in < R< R max Tu Vin 20 0,012.186,8.10° <R<175 0,012.186,8.107° — 215.105 — 21510 6,5<R<15 (Q) Tachon: C=0,12 uF R=10Q
(*) Tinh R,C bao vé qua ap do cat MBA không tải gây nên:
Cắt MBA không tải tức là cắt dòng điện từ hoá MBA
Sự việc cắt MBA không xảy ra một cách không chu kỳ Việc tính toán R,C được tính theo các bước sau:
_ Xát định hệ số quá điện áp ( đã xát định ở phần trên ) k= 1,67
_— Xát định các thông số trung gian: dựa vào các đường cong trong hình
X.11(tr260-ĐTCS_ Nguyễn Bính) :
Với k= 1,67 ta tra được:
C min = 0,25; Ronin =1,4; R'max = 2,7
- Tính giá trị lớn nhất của năng lượng từ trong MBA khi cắt
I Ss
Voi MBA m6t pha: W,, = =2— V2Iơ` o Trong do:
l¿m: giá trị cực đại của dòng từ hoá quy sang thứ cấp I;: giá trị hiệu dung dòng định mức thứ cấp
V6i hom =V2 Tyo,
va I, = 0.03 I,
S: công suất biêu kiến MBA
Trang 16Phần bốn:
THIET KE MACH DIEU KHIỂN
1 Khai niém chung:
Tiristor chi mo cho dòng chảy qua khi có điện áp dương đặt vào anot và xung áp
dương đặt vào cực điều khiển Sau khi Thyrissto mở thì xung điều khiển không còn
tác dụng và dòng điện chảy qua Tiristor do thông số của mạch động lực quyết định.Để điều khiến sự mở của Tiristor theo đúng thời điểm yêu cấu thì trong mạch
ta phải thiết kế hệ thống mạch điều khiển.Hệ thống mạch điều khiến thiết bị biến
đổi chỉnh lưu là tổ hợp các linh kiện điện từ, điện tử đóng vai trò rất quan trọng trong các thiết bị biến đổi Mạch điều khiển có các chức năng sau:
_ Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên anot_caôt của Tiristor
_ Tao ra các xung đủ điều kiện mở được Tiristor
Đối với hệ thống điều khiển chỉnh lưu, mạch điều khiển cần đáp ứng có các
yêu cầu sau:
- _ Tạo ra dãy xung có công suất và độ rộng xung đủ để mở Tiristorr tuỳ theo yêu cầu của Tiristor.( Xung trong thiết bị chỉnh lưu thường có biên độ từ 2 đến 10V, độ rộng xung t, = 20 +100us.)
-_ Phải dịch pha xung điều khiển so với điện áp nguồn do đó yêu cầu thay đổi trị số điện áp ra Muốn dịch pha phải có đồng pha do Tiristorr làm việc ở mạch AC
Dé dich pha xung điều khiển có 3 nguyên tắc:
+ Dịch chuyền theo chiều ngang
+ Dịch chuyên theo chiều đứng tuyến tính
+ Dịch chuyển theo chiều đứng phi tuyến tính ( ARCCOS)
Với bộ biến đổi chỉnh lưu một pha hai nửa chu kì này ta thực hiện theo nguyên tắc
điều khiển dịch chuyển theo chiều đứng ARCCOS
1.Sơ đồ khối và chức năng các khối
Mạch điều khiển dịch chuyên theo nguyên tắc chiều đứng ARCCOS gồm những khối sau: 1 2 3 Yen SG) ss >I_TL b 5| E " U;
Chức năng các khối như sau:
-_ Uạm: Điện áp điều khiển, điện áp một chiều
-_ U,: Điện áp đồng bộ, điện áp xoay chiều hoặc biến thể của nó, đồng bộ với điện ap anot_catot cua Tisistor
- _ Hiệu điện áp U„ — U;, được đưa vào khau so sanh 1, lam việc như một trigơ, khi - Uon — U, = 0 thi trigơ lật trạng thái, ở đầu ra của nó ta nhận được một chuỗi xung
dạng " sin chữ nhật "
- Khéau 2 la khau đa hài một trạng thái ồn định - Khâu 3 là khâu khuếch đại xung
-_ Khâu 4 là khâu biến áp xung
Bằng cách tác động vào Uạ, có thể điều chỉnh được vị trí xung vào điều khiển
Trang 17Theo nguyên tắc điều khiển thắng đứng ARCCOS ta dùng 2 điện áp:
- _ Điện áp đồng bộ ( điện áp tựa) u; vượt trước điện áp anod-catod Tiristorr một góc 12 (Nếu UAk= U„sinot thi u,= U,,cosat)
Điện áp điều khiển u„„ là điện áp một chiều, có thể điều chinh được biên độ theo 2
hướng (dương và âm)
Trên hình vẽ,đường nét đứt là điện áp đồng bộ với điện áp anod-catod Tiristorr Tir điện áp đồng bộ này người ta tạo ra điện áp u,
ttrFulak
Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS
Nếu đặt u; vào công đảo và Ucm Va céng không đảo của khâu so sánh thì khi u; = tu¿„ ta sẽ nhận được một xung rất mảnh ở đâu ra của khâu so sánh khi khâu này lật trạng thái: ƯjmcoSơ = tem Do đó: a= Arccos( “<".) U„ Khi Un = Um thìœ=0 Khi Ugm =0 thia=7/2
Khi Ucm =-Um thia=0
Như vậy, khi điều chỉnh cho u¿„ biến thiên từ -U„ đến U„ thì ta có thể điều chỉnh
được góc a biến thiên từ 0 đến z
3*.Thiết kế mạch điều khiến:
Trong sơ đồ chỉnh lưu này, ta dùng sơ đồ điều khiển một kênh theo kiểu ARCCOS BE +] 470uE + sz| 12 V
Sơ đồ mạch điều khiến một kênh ARCCOS
Trang 18M T 14 ot u2 Ucm ot U3 ot UGK ot
Các dạng điện áp trong sơ đồ
Sơ đồ gồm một khâu tích phân OA1, một khâu so sánh OA2 1 Khâu đồng bộ ( tích phân) OAI:
Trang 19Ta chọn umax = Um 10V @CR
Khi Ugm = U2 ta CO COS = Ucm / Umax- 2 Khau so sanh OA2:
Tín hiệu đầu ra Us của khâu đồng bộ được đưa đến đầu vào của khâu so sánh và đem so sánh với Uạy Khi U, = Uạ thì ở đầu ra của khâu so sánh, ta nhận được chuỗi xung chữ nhật Nhờ mạch R,C va Diot D ta có những xung đương điều khiển chậm sau v(t) một góc 0
3 Khuéch dai xung, BAX:
Tín hiệu vào U, là tin higu logic, Khi U = "1" thi Transistor mo bao hoa, khi U, = "0" thi Transistor bi khoa
Dién tro R han ché dong colecto, Diot D han ché quá điện áp trên các cực colectơ- emitơ, Diot Dạ ngăn chặn xung âm có thể có khi Transistor bị khoá, R„ hạn chế
dòng điều khiển, Rạ điều chỉnh biên độ và sườn xung ra
Hoạt động của sơ dé:
Ban dau khi U, = "0" i, = ic =0, Uce = E, ip = 0
Gia sử khi t= 0, U¿ = "1", T mở, điện cảm L ngăn không cho 1c đạt ngay giá trị bão hoà cua no 1a I; = E/ R, va dong ic tang trưởng chậm theo quy luật hàm mũ Khau bién 4p xung cay +) L I= Ie l-e* | voi r= 1 1
Sau khoảng thời gian 57, Ic ~ ic = E/R) Bên thứ cấp BAX xuất hiện 1 xung điện áp
trên R; đê mở Trisito „
Khi t=T¡, Uc = "0" bẩy gid iy dat gid tri
iT) = ie(T)) “Fl Jobs E/R, TransitoT bị khoáic=0
Trang 20Nếu không có Diot D hoàn năng lượng W = 2 LẺ sẽ sinh ra điện áp trên các cực C, E của Transito gây quá điện áp vì khi Uce = Ve thì D, sẽ cho dòng chạy qua làm ngắn mạch điêm C và F nên Ucg = E + 0,8 V Khi đó:
- từ t=TT¡ trở di i„ suy giảm theo quy luật: =lue= với r'=1/R' Trong đó R' là điện trở của cuộn cam L và điện trở thuận của D, Chon Transito T_25 600V Số hiệu: I, = 0,3 A E,=5V : tỷ số BAX tường là m = U, / Ux = 2+3, ta chọn m =3 => điện áp đặt trên cuộn sơ cấp BAX: U¡ =m.U; = 3.5 = 15 V Dòng sơ cấp BAX: I, =L /m=0,3/3=0,1 A Chọn Transito làm việc ở tầng khuếch đại xung: T- H605 Ucg = 40 V.; lemax = 1,5 A; B = 20+ 60 lần
.Tài liệu tham khảo;