1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐTCS ỨNG DỤNG TRONG TĐĐ

36 18 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Hệ Thống Điện Tử Công Suất Ứng Dụng Trong Truyền Động Điện
Tác giả Trịnh Quang Hiếu, Nguyễn Anh Minh, Lê Tùng Dương, Nguyễn Trọng Chiến, Nguyễn Văn Dũng, Trần Trung Hiếu
Người hướng dẫn TS. Bùi Văn Huy
Trường học Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Chuyên ngành Điện
Thể loại báo cáo đồ án
Năm xuất bản 20...
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 36
Dung lượng 1,03 MB
File đính kèm THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐTCS ỨNG DỤNG TRONG TĐĐ.rar (902 KB)

Cấu trúc

  • Chương 1. Tổng quan về hệ thống khởi động mềm cho động cơ xoay chiều 3 pha (11)
    • 1.1. Vấn đề khởi động mềm cho động cơ xoay chiều 3 pha (11)
    • 1.2. Giải pháp (11)
    • 1.3. Tổng quan (11)
    • 1.4. Nguyên lí hoạt động (12)
  • Chương 2. Lựa chọn cấu trúc mạch lực và van bán dẫn (13)
    • 2.1. Phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha (13)
    • 2.2. Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha (13)
    • 2.3. Van bán dẫn (16)
    • 2.4. Bảo vệ quá dòng cho van (17)
    • 2.5. Bảo vệ quá áp (17)
    • 2.6. Tính chọn van (19)
  • Chương 3. Thiết kế mạch điều khiển (20)
    • 3.1. Các yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển (20)
    • 3.2. Cấu trúc của một mạch điều khiển (23)
    • 3.3. Thiết kế mạch điều khiển (28)
    • 3.4. Tính bộ tạo xung áp (29)
  • Chương 4. Mô phỏng mạch lực và mạch điều khiển trên phần mềm Psim (32)
    • 4.1. Mạch mô phỏng và kết quả (32)
    • 4.2. Bản vẽ trên phần mềm Visio khổ A3 (34)

Nội dung

Thiết kế hệ thống mạch động lực và mạch điều khiển cho bộ khởi động mềm, động cơ không đồng bộ roto lồng sóc với các thông số sau:  Công suất P = (100+10k) kW;  Tốc độ: n = (1450+k10)  Hiệu suất: =0,93+0,001k  Cos = 0,9+k0,001  MkđMđm=1,1.  MmaxMđm=2;  IkđIđm=6  J=1,6kgm2  U1=220380V

Tổng quan về hệ thống khởi động mềm cho động cơ xoay chiều 3 pha

Vấn đề khởi động mềm cho động cơ xoay chiều 3 pha

Động cơ không đồng bộ ba pha là thiết bị phổ biến trong ngành công nghiệp nhờ vào cấu trúc đơn giản và độ tin cậy cao Tuy nhiên, chúng cũng gặp phải nhược điểm là dòng điện khởi động lớn, điều này có thể dẫn đến sụt áp trong lưới điện.

Chúng em nghiên cứu và thiết kế bộ khởi động mềm nhằm hạn chế dòng điện khởi động và điều chỉnh mô men mở máy một cách hợp lý Điều này giúp giảm áp lực cơ khí lên các chi tiết của động cơ, từ đó tăng tuổi thọ và đảm bảo an toàn cho động cơ trong quá trình vận hành.

Việc tránh dòng đỉnh khi khởi động động cơ không chỉ giúp ổn định điện áp nguồn mà còn ngăn chặn ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị khác trong lưới điện.

Giải pháp

Nhóm chúng em đã chọn bộ điều áp xoay chiều 3 pha làm bộ khởi động cho động cơ không đồng bộ 3 pha roto lồng sóc Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là khả năng điều chỉnh góc α của các xung điều khiển tới thyristor, giúp hạ thấp điện áp vào stato và hạn chế dòng điện qua động cơ, đồng thời vẫn duy trì hoạt động của mạch trong suốt quá trình vận hành.

Mặc dù phương pháp này có nhược điểm là dòng điện và điện áp không đạt dạng sin, nhưng với thời gian mở máy rất ngắn (chỉ từ 1-3 giây), chúng ta vẫn có thể áp dụng hiệu quả.

Tổng quan

Việc khởi động động cơ AC bằng thiết bị bán dẫn đang ngày càng phổ biến, thay thế cho các bộ khởi động từ và phương pháp giảm điện áp truyền thống, nhờ vào khả năng khởi động mềm và hạn chế dòng khởi động hiệu quả.

Bộ khởi động mềm thyristor là giải pháp hiệu quả để giảm điện áp khởi động cho động cơ, với thiết kế đơn giản, chi phí thấp và độ tin cậy cao Thiết bị này rất phù hợp cho việc khởi động một số lượng lớn động cơ xoay chiều trung thế, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu mô men khởi động không quá cao.

Khi động cơ hoạt động được cung cấp liên tục từ khởi động mềm thyristor, quá trình quá độ gây ra cho động cơ do nhiễu loạn lưới cung cấp được giảm thiểu đáng kể Những rối loạn này có thể bao gồm các dao động điện áp tức thời nhỏ hoặc gián đoạn điện áp cung cấp lớn.

Khi xảy ra sự giảm điện áp lớn, cầu dao chính hoặc khởi động mềm sẽ tự động ngắt kết nối động cơ khỏi nguồn điện Việc ngừng hoạt động của một động cơ quan trọng trong quá trình vận hành có thể gây ra tổn thất kinh tế đáng kể.

Nguyên lí hoạt động

Hệ thống bao gồm ba cặp thyristors nối ngược, một vi điều khiển (μC) đảm nhận vai trò điều khiển và bảo vệ, cùng với mạch tạo dạng xung điều khiển và các mạch tương tự ngoại vi.

Mạch ngoại vi tương tự nhận ba điện áp dây và hai tín hiệu dòng điện thông qua máy biến áp cùng đầu dò hiệu ứng dòng điện Hall.

Chỉ một tín hiệu dòng điện được dùng làm phản hồi để duy trì dòng điện ổn định theo giá trị đặt sẵn trong quá trình khởi động Sơ đồ khởi động mềm cho động cơ không đồng bộ được trình bày trong hình.

Hình 1 1 Sơ đồ khởi động mềm

Lựa chọn cấu trúc mạch lực và van bán dẫn

Phương pháp dùng bộ điều áp xoay chiều 3 pha

Trong bài viết này, chúng tôi sử dụng 6 thyristor được đấu song song ngược theo sơ đồ minh họa Khi cấp điện áp xoay chiều vào ba đầu A, B, C, điện áp đầu ra cho động cơ phụ thuộc vào góc mở của các thyristor, tạo ra 3 dạng điện áp tương ứng với 3 vùng góc mở khác nhau Các điện áp này đều có giá trị nhỏ hơn so với điện áp đầu vào.

Phân tích hoạt động của bộ điều áp xoay chiều 3 pha

Động cơ không đồng bộ có thể được xem như một phụ tải bao gồm điện áp trở và cuộn cảm nối tiếp nhau, điều này giúp hiểu rõ hơn về cách hoạt động của nó trong hệ thống điện.

+ Điện trở roto biến thiên theo tốc độ quay.

+ Điện cảm phụ thuộc vào vị trí tương đối giữa dây quấn rôto và stato.

+ Góc pha giữa dòng điện và điện áp cũng biến thiên theo tốc độ quay ω= ω(s).

Do tính chất tự nhiên của mạch điện có điện cảm, khi đặt xung điều khiển vào các van bán dẫn trong khoảng v < ω, các van này chỉ dẫn dòng từ thời điểm v = ω trở đi Vì vậy, điện áp động cơ không phụ thuộc vào góc mở Do đó, không cần điều chỉnh điện áp, mà chỉ cần đặt xung điều khiển với góc mở lớn hơn ω.

Khi tần số góc \( v > \omega \), sự dẫn dòng của các van ở ba pha có thể thay đổi tùy thuộc vào giá trị tức thời của các điện áp dây, dẫn đến trường hợp có thể có 3 van hoặc 2 van khác nhau dẫn dòng.

+Nếu có 3 van ở 3 pha khác nhau dẫn dòng:

Hình 2 2 Ba pha có van dẫn

Khi đó dòng điện tải : i = U dm

+ Nếu chỉ có 2 pha có van dẫn:

Hình 2 3 Hai pha có van dẫn

Khi đó ta có dòng tải:i=U dm

Tuỳ thuộc vào góc điều khiển mà các giai đoạn có 3 van dẫn hoặc 2 van dẫn cũng thay đổi theo.

Khoảng dẫn của van ứng với: α =0 ÷ 60 °

Trong phạm vi này sẽ có các giai đoạn 3 van và 2 van dẫn xen kẽ nhau như đồ thị dưới đây:

Hình 2 4 Đồ thị 3 van và 2 van xen kẽ ( α =0 ÷ 60 ° ) Khoảng dẫn của van ứng với: α ` ° ÷ 90°

Hình 2 5 Đồ thị 3 van và 2 van xen kẽ( α ` ° ÷ 90° )

Van bán dẫn

Bảo vệ quá nhiệt cho van:

Khi làm việc với dòng điện, van bán dẫn sẽ gặp sụt áp dẫn đến tổn hao công suất và sinh ra nhiệt, làm nóng van Van bán dẫn chỉ hoạt động hiệu quả trong khoảng nhiệt độ cho phép Tcp; nếu vượt quá mức này, chúng dễ bị phá hủy Để đảm bảo van bán dẫn hoạt động an toàn và không bị hỏng do nhiệt, cần phải lựa chọn và thiết kế hệ thống tản nhiệt hợp lý.

Tính toán cánh tản nhiệt.

Tổn hao công suất trên một tiristor:∆ P=∆ U I 1 v 6.88W (2.3a)

Diện tích bề mặt tản nhiệt: S m = ∆ P

K m τ (2.3b) Cho nhiệt độ môi trường là Tmt = 40

Nhiệt độ làm việc cho phép của tiristor là Tcp = 125

Chọn nhiệt độ trên cánh tản nhiệt là T = 80

Chọn hệ số toả nhiệt bằng đối lưu và bức xạ là : k m =8W/m 2 ° C

Vậy ta có diện tích của mỗi cánh tản nhiệt Sm = 5215 cm 2

Chọn loại cánh tản nhiệt có 36 cánh kích thước mỗi cánh là a x b = 10 x 10 (cm x cm)

Vậy tổng diện tích cánh tản nhiệt là S = 26.5.10.10= 13000 cm 2

Bảo vệ quá dòng cho van

Trong quá trình hoạt động và làm việc, việc sửa chữa và bảo dưỡng mạch động lực cùng mạch điều khiển là rất quan trọng Để đảm bảo an toàn, trong mạch cần có các thiết bị bảo vệ như aptomat, cầu chì và cầu dao để thực hiện chức năng đóng ngắt hiệu quả.

Như ta đã biết : I dm 8.6A

Ta chọn aptomat loại 4 cực 415V với I Ndm UKA , I dm 00A , (2.4a)

Ta có Itt của cầu chì làI tt =k mm

⇨ Ta lựa chọn loại cầu chì có U = 400V với Idm c0 loại hạ áp do ABB chế tạo

⇨ Ta lựa chọn 2 cầu chì cách ly với U = 1000V với Idm = 250A khối lượng của cầu chì là 6,9 kg do ABB chế tạo với kí hiệu là OESA.

Bảo vệ quá áp

Trong quá trình làm việc van phải chịu điện áp ngược tương đối lớn do vậy người ta phân ra làm 2 loại nguyên nhân gây quá áp:

Nguyên nhân nội tại của hiện tượng này là do sự tích tụ điện tích trong các lớp bán dẫn Khi van tiristor được khóa bằng điện áp ngược, các điện tích này sẽ đảo chiều, tạo ra dòng điện ngược trong thời gian ngắn Sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện ngược gây ra suất điện động cảm ứng lớn trong các điện cảm, mà đường dây nguồn luôn có Do đó, giữa anot và catot của tiristor xuất hiện quá điện áp.

Ta có đồ thị thể hiện quá trình biến thiên của điện áp và dòng điện

Hình 2 6 Đồ thị thể hiện quá trình biến thiên của điện áp và dòng điện

Nguyên nhân bên ngoài gây ra sự cố thường xảy ra ngẫu nhiên, như việc đóng cắt không tải một biến áp trên đường dây hoặc khi cầu chì nhảy do sấm sét Để bảo vệ hệ thống khỏi quá áp do tích tụ điện tích trong quá trình chuyển mạch, người ta sử dụng mạch RC đấu song song với tiristor.

Hình 2 7 Mạch RC đấu song song với tiristor

Thông số của điện trở (R) và điện dung (C) chịu ảnh hưởng bởi mức độ quá điện áp có thể xảy ra, tốc độ thay đổi của dòng điện chuyển mạch, điện cảm trên đường dây và dòng điện từ hóa của máy biến áp.

Việc xác định thông số R và C trong mạch điện thường gặp khó khăn và tốn thời gian Do đó, phương pháp sử dụng đồ thị giải tích với các đường cong đã được thiết lập sẵn là một giải pháp hiệu quả.

Do vậy quá trình tính toán các thông số R, C rất phức tạp vì vậy chúng ta áp dụng phương pháp chọn giá trị R, C theo kinh nghiệm:

Theo kinh nghiệm người ta chọn R = (5÷30) ohm.C = (0.25÷4) μC) thực hiện nhiệm vụF

Theo tính toán dòng qua van bằng 208.6A là lớn nên ta chọn giá trị R, C như sau

R = 25 ohm, C = 0.8 μC) thực hiện nhiệm vụF

Để lọc xung áp của lưới điện, cần mắc các tụ điện và điện trở song song với tải ở đầu vào Mạch này giúp đỉnh xung điện áp trên đường dây gần như hoàn toàn nằm lại trên điện trở, giảm thiểu tác động của xung điện áp.

Do vậy trị số R2, C2 phụ thuộc nhiều vào tải nhưng do quá trình tính toán rất phức tạp đồng thời theo kinh nghiệm R2= (5-20 ohm), C2= 4 m F

Vì dòng của động cơ tương đối lớn nên ta chọn C2= 4 mF và R2= 8 ohm

Tính chọn van

Dựa vào đồ thị điện áp của bộ điều áp xoay chiều ba pha, có thể tính toán dòng điện qua van và điện áp ngược qua van Thời gian mở máy của động cơ cần được giới hạn, với thời gian tối đa là t kd = 3 giây.

Mặt khác, dòng điện ở đây khá lớn, vì vậy việc điều khiển bằng triac không khả thi do triac sẽ phát nóng quá mức Do đó, chúng ta quyết định sử dụng sơ đồ tiristor để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hoạt động.

Ta có dòng điện động cơ:

Dòng điện chạy qua mỗi tiristor là: I 1 v=¿ I dc

Dòng điện làm việc của tiristor đạt 108.4 A, gây ra tổn hao năng lượng đáng kể Do đó, việc lựa chọn hệ thống làm mát phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tiristor hoạt động ổn định và đạt công suất tối đa.

Phương pháp làm mát hiệu quả được chọn là sử dụng cánh tản nhiệt kết hợp với quạt gió cưỡng bức, đạt tốc độ gió 12m/s Với điều kiện làm mát này, tiristor có khả năng hoạt động với 50% dòng định mức.

Dòng điện tiristor cần chọn là:

50 !6.8(A) Điện áp tiristor khi ở trạng thái khóa là:

U T 1v =√2U d =√2 380S7 (V ) Điện áp định mức của tiristor là:

Tiristor mắc vào lưới điện xoay chiều với tần số 50Hz nên thời gian chuyển mạch của tiristor không ảnh hưởng lớn đến việc chọn tiristor:

Từ các thông số trên ta lựa chọn loại tiristor 303RB100 có thông số sau với các thông số:

-Điện áp ngược cực đại của van: Un00V

-Dòng điện định mức của van: Iđm 00A

-Dòng điện đỉnh cực đại: Ipik00A

-Điện áp của xung điều khiển: Uđk =3V

-Sự sụt áp lớn nhất của tiristor ở trạng thái dẫn là: ∆U =1.6V

-Dòng điện dò: Ir0mA

-Dòng điện tự giữ: IhP0 mA

-Dòng điện xung điều khiển: Iđk = 0.15A

-Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép: Tcp= 1250C

-Tốc độ biến thiên điện áp: du/dt 0V/μC) thực hiện nhiệm vụs

-Tốc độ biến thiên dòng điện: di/dt 0A/μC) thực hiện nhiệm vụs

-Thời gian chuyển mạch: tcmu μC) thực hiện nhiệm vụs

Ta có mạch hoàn chỉnh

Thiết kế mạch điều khiển

Các yêu cầu chung đối với hệ thống điều khiển

a Đảm bảo phát xung với đủ các yêu cầu để mở van:

Để đảm bảo hiệu suất tối ưu trong thiết kế hệ thống điều khiển, cần chú ý đến biên độ và độ rộng của xung Biên độ xung điều khiển thường dao động từ 2V đến 10V, trong khi độ rộng xung cần thiết thường từ 20μC đến 200μC Đặc biệt, với sườn xung ngắn (tx=0.5÷1μC), các nhiệm vụ điều khiển có thể được thực hiện hiệu quả Hơn nữa, tính đối xứng giữa các kênh điều khiển cũng cần được đảm bảo để duy trì sự ổn định và độ chính xác trong hoạt động của hệ thống.

Trong sơ đồ điều khiển thyristor, độ lệch cho phép của các xung ở các kênh khác nhau cần nằm trong phạm vi cho phép với cùng một giá trị điện áp điều khiển Cần đảm bảo cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực Đối với khâu biến áp xung, điện áp chịu đựng giữa sơ cấp và thứ cấp phải đạt từ 1500V đến 2000V khi làm việc với điện áp lưới 380V Điều này là cần thiết để đảm bảo đúng quy luật thay đổi pha của các xung điều khiển, từ đó đảm bảo phạm vi điều chỉnh của góc điều khiển α.

Thông thường đối với sơ đồ biến đổi xung áp xoay chiều góc α phải thay đổi trong phạm vi

Bộ biến đổi xung áp xoay chiều 3 pha có khả năng điều chỉnh góc điều khiển α mà không phụ thuộc vào sự thay đổi điện áp lưới, đồng thời không gây nhiễu cho các hệ thống điện tử xung quanh Thiết bị này còn được trang bị khả năng bảo vệ quá áp, quá dòng và cảnh báo khi có sự cố Đối với sơ đồ bộ biến đổi cho mạch điều khiển mở máy động cơ không đồng bộ roto lồng sóc, yêu cầu chính là hạn chế dòng khởi động, vì dòng này có thể tăng đột ngột và gây hỏng động cơ Để thực hiện điều này, bộ biến đổi sẽ hạ điện áp đặt vào dây quấn stato động cơ, thường điều chỉnh Udk để điện áp stato đạt khoảng 65% Uđm, và sau khi khởi động, điện áp stato cần được tăng trở lại.

Sau khi khởi động, Uđc cần phải tăng trở lại theo đồ thị dưới đây Việc điều chỉnh Uđc cho phép chúng ta kiểm soát thời gian khởi động, với tkđ dao động từ 1 giây đến 3 giây.

Hình 3 1 Biểu đồ thời gian khởi động Để thực hiện điều này ta phải dùng một khâu sau:

Khâu có tác dụng tạo ra tín hiệu Uđk để mở các van T do vậy để thực hiện được điều này ta có sơ đồ Uđk như bên

Hình 3 2 Khâu tạo tín hiệu Uđk

Khi khởi động động cơ, cần điều chỉnh điện áp điều khiển ở mức Uđc = 65%Uđm để hạn chế dòng điện qua động cơ Sau đó, khi công tắc start được đóng, mạch tích phân hoạt động sẽ tạo ra một hàm tuyến tính của Ud, đảm bảo quá trình khởi động diễn ra hiệu quả.

Chính nhờ Udk Tăng thì gócα sẽ giảm dần và Udc Sẽ tăng dần đạt theo đúng yêu cầu

Khi chưa đóng công tắc thì Uđk = Uđko, trong đó Uđko là điện áp điều khiển ứng với Uđc 65% Uđm.

Khi đóng công tắc thì Ud = -E

(3.1b) Vậy sau đó Uđk sẽ tăng dần và α giảm dần thì Uđc sẽ tăng dần.

Vậy nhờ khâu trên ta đã thực hiện được yêu cầu đề ra cho công việc khởi động.

Cấu trúc của một mạch điều khiển

Hình 3 4 Cấu trúc mạch điều khiển

DF: Khâu tạo điện áp đồng pha

Urc: Điện áp răng cưa

Uc: Điện áp điều khiển

Khâu 2: Khâu so sánh điện áp giữa Ud và Urc, khi Uc -Urc=0 thì trigơ lật trạng thái

Khâu 2: Khâu tạo xung chum.

Khâu 3: Khâu khuếch đại xung.

Khâu 4: Khâu biến áp xung.

Bằng cách điều chỉnh Ucta có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều chỉnh được góc α

● Khâu tạo điện áp đồng bộ

Khâu tạo điện áp đồng bộ cho bộ điều áp xoay chiều ba pha, nhằm điều chỉnh sáu thyristor, thường yêu cầu một hệ điện áp 6 pha để cung cấp điện áp đồng bộ cần thiết.

Góc α được tính từ gốc O Hệ điện áp pha này bao gồm sáu điện áp đồng bộ hình sin lệch nhau một góc Π/3.

Yêu cầu này sẽ được thỏa mãn dễ dàng nếu dùng một máy biến áp 3 pha sơ cấp có ba cuộn dây đấu sao lấy điện áp từ lưới.

Máy biến áp này có thể được bố trí như sau:

Hình 3 5 Bố trí máy biến áp

Điểm trung tính ký hiệu là O kết nối với các điểm O của mạch điều khiển us1, us3, us5, sử dụng làm điện áp đồng bộ cho các pha a, b, c tương ứng Các công thức điện áp được xác định như sau: u s1 = u sm sin(ϴ + П/3), u s3 = u sm sin(ϴ − П/3), u s5 = u sm sin(ϴ − П), u s2 = u sm sin(ϴ), u s4 = u sm sin(ϴ − 2П/3), và u s6 = u sm sin(ϴ − 4П/3).

Hình 3 6 Sơ đồ cấu trúc khâu tạo điện áp đồng bộ

Theo sơ đồ cấu trúc, khâu này tạo ra điện áp có góc lệch pha cố định với điện áp lực đặt lên van lực, sử dụng biến áp một pha có điểm giữa Điện áp hình sin từ lưới điện được chỉnh lưu qua bộ chỉnh lưu 1 pha 2 nửa chu kỳ để tạo ra UDF Điện áp UDF được so sánh với điện áp đặt Uo qua bộ so sánh OPAM, cho đầu ra Udb là điện áp ở hai trạng thái bão hòa âm và bão hòa dương Điện áp Uo được tạo ra từ bộ chia áp gồm nguồn E và các điện trở R2 cùng biến trở VR3.

Việc điều chỉnh U0ta giúp thay đổi độ nghiêng của điện áp đầu ra tại khâu răng cưa, đồng thời cho phép điều chỉnh dải góc điều khiển một cách linh hoạt.

Hình 3 7 Biểu đồ góc điều khiển

● Khâu biến áp xung và khuếch đại xung a) Tác dụng:

Khâu khuếch đại xung là giai đoạn quan trọng cuối cùng trong hệ thống điều khiển, có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu điều khiển Điều này giúp điều khiển van bán dẫn công suất, đảm bảo các tham số cơ bản như biên độ, độ rộng và công suất được duy trì ổn định.

Một trong những nhiệm vụ quan trọng của khối KĐX là cách ly giữa mạch động lực và hệ thống điều khiển Khối KĐX giúp tăng cường dòng điện từ cổng AND, vốn thường nhỏ, sau đó qua BAX để tạo ra dòng điện điều khiển Ig và áp điều khiển Ug với biên độ phù hợp nhằm mở Thyristor.

Máy biến áp xung là một loại biến áp đặc biệt, trong đó điện áp đầu vào ở phía sơ cấp có dạng sóng chữ nhật thay vì sóng hình sin Sự khác biệt này ảnh hưởng đến chế độ hoạt động và cách tính toán của máy biến áp xung, khiến chúng có những đặc điểm khác biệt so với các biến áp thông thường.

Sơ đồ sử dụng một khóa Transistor T1 được điều khiển bởi xung độ rộng tx, cho phép điện áp nguồn Un gần như toàn bộ được đặt lên cuộn sơ cấp của máy biến áp xung Điện áp cảm ứng bên thứ cấp có cực tính dương kích hoạt điốt D2, đưa dòng điện điều khiển đến giữa cực điều khiển và catôt của thyristor T Điốt D4 giúp giảm điện áp ngược giữa catôt và cực điều khiển của thyristor T khi điện áp dương hơn điện áp anot, đảm bảo an toàn cho tiếp giáp G-K của thyristor khi T ở chế độ khóa.

Khi transistor T1 khóa, dòng collector-emitter của nó giảm về 0, nhưng dòng qua cuộn dây sơ cấp BAX không thể dập tắt đột ngột Sức điện động tự cảm trên cuộn dây sẽ đảo chiều để duy trì dòng, với dấu (-) ở phía trên và (+) ở phía dưới Sức điện động này có thể rất lớn, tỷ lệ với tốc độ giảm của dòng điện sơ cấp i1: di1/dt Khi điốt D1 và điốt ổn áp DZ mở, chúng tạo ra một đường khép kín cho dòng i1, làm cho dòng này suy giảm dần về không do tổn hao công suất trên điện trở thuần của cuộn dây và chủ yếu do sụt áp trên điốt D1 và D2 Nhờ vậy, điện áp trên collector của transistor T1 được giữ ở mức Un + (UD1 + UDZ) Điện trở R mắc nối tiếp giữa nguồn và biến áp xung giúp hạn chế dòng từ hóa BAX, được tính toán để đảm bảo dòng qua transistor T1 không vượt quá dòng collector lớn nhất cho phép.

● Khâu tạo điện áp răng cưa

Hình 3 8 Sơ đồ cấu trúc khâu tạo điện áp răng cưa

Bộ tạo xung răng cưa hoạt động dựa trên nguyên lý điện áp đồng bộ ở hai trạng thái bão hòa âm và dương Mạch tích phân trong bộ tạo xung này tương ứng với hai trạng thái phóng và nạp của tụ điện C.

Sử dụng đặc điểm của OPAM ta có điện áp đặt lên 2 đầu tụ C bằng điện áp đầu ra của OPAM 2

Hình 3 9 Sơ đồ cấu trúc khâu so sánh

Khâu này so sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để xác định thời điểm phát xung điều khiển, tức là khi hai điện áp này bằng nhau Đây là quá trình xác định góc điều khiển, trong đó điện áp răng cưa được so sánh với tín hiệu điều khiển Udk qua một OPAM, tạo ra tín hiệu đầu ra về góc điều khiển Tín hiệu Udk được điều chỉnh bởi khâu phản hồi, đảm bảo rằng 0

Ngày đăng: 18/11/2023, 10:11

w