1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn

36 1 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

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 Chế Tạo Mạch Chỉnh Lưu Cầu Một Pha Điều Khiển Hoàn Toàn
Trường học Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Hưng Yên
Chuyên ngành Công Nghiệp Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa
Thể loại Đồ án môn học
Năm xuất bản 2024
Thành phố Hưng Yên
Định dạng
Số trang 36
Dung lượng 2 MB

Cấu trúc

  • Chương 1..................................................................................................................9 (7)
    • 1.1 Giới thiệu về động cơ một chiều (7)
      • 1.1.1 Cấu tạo (7)
      • 1.1.2 Nguyên lý làm việc (8)
      • 1.1.3 Phân loại động cơ điện một chiều (8)
      • 1.1.4 Các phương pháp thay đổi tốc độ động cơ điện 1 chiều (9)
      • 1.1.5 Các phương pháp chỉnh lưu cầu (12)
    • 1.2 Giới thiệu mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn (13)
      • 1.2.1 Sơ đồ nguyên lý (13)
      • 1.2.2 Nguyên lý làm việc (13)
      • 1.2.3 Giản đồ thời gian (15)
      • 1.2.4 Các biểu thức tính toán (16)
      • 1.2.5 Ứng dụng thực tế (16)
    • 1.3. Lựa chọn, tính toán, chọn phần tử mạch điều khiển (16)
    • 1.4 Giới thiệu vi mạch TCA 785 (17)
      • 1.4.1 Giới thiệu chung (17)
      • 1.4.2 Giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm việc của TCA 785 (19)
  • Chương 2................................................................................................................27 (25)
    • 2.1 Thiết kế mạch (25)
    • 2.2 Sơ đồ khối và chức năng từng khối (25)
      • 2.2.1 Tính chọn mạch lực (28)
      • 2.2.2 Tính chọn mạch điều khiển (31)
    • 2.3 Nguyên lý hoạt động của toàn mạch (35)
    • 2.4 Bảng liệt kê linh kiện sử dụng trong mạch (36)
  • CHƯƠNG 3............................................................................................................39 (0)
    • 3.1 Chế tạo mạch (0)
      • 3.1.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch (0)
      • 3.1.2 Sơ đồ mạch in (0)
      • 3.1.3 Sơ đồ vị trí đặt linh kiện của mạch in (0)
    • 3.2 Lắp ráp,khảo sát và đánh giá mạch (0)
      • 3.2.1 Lắp ráp mạch (0)
      • 3.3.2 Khảo sát mạch (0)
      • 3.3.3 Đánh giá - phương hướng phát triển (0)
  • KẾT LUẬN (17)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (0)

Nội dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊNĐỒ ÁN MÔN HỌC 3 KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ NGÀNH CÔNG NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA ĐỀ TÀI THIẾT KẾ CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH

Giới thiệu về động cơ một chiều

Động cơ một chiều DC (DC là từ viết tắt của Direct Current Motors) là động cơ được điều khiển bằng dòng có hướng xác định hay nói cách khác thì đây là loại động cơ chạy bằng nguồn điện áp DC - điện áp 1 chiều.

Cấu tạo của động cơ điện 1 chiều thường gồm những bộ phận chính như sau:

- Stator: là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu hoặc nam châm điện

- Rotor: phần lõi được quấn các cuộn dây để tạo thành nam châm điện

- Chổi than (brushes): giữ nhiệm vụ tiếp xúc và tiếp điện cho cổ góp

- Cổ góp (commutator): làm nhiệm vụ tiếp xúc và chia nhỏ nguồn điện cho các cuộn dây trên rotor Số lượng các điểm tiếp xúc sẽ tương ứng với số cuộn dây trên rotor.

Hình 1.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều

Stato của động cơ điện 1 chiều thường là một hay vài cặp nam châm vĩnh cửu, nam châm điện hoặc cũng có thể là cuộn dây điện từ, để tạo ra từ trường

Phần rotor gồm có các cuộn dây quấn và được kết nối trực tiếp với nguồn điện một chiều

Ngoài ra, phần quan trọng khác của động cơ điện 1 chiều không thể không nói đến đó chính là bộ phận chỉnh lưu Bộ phận này có nhiệm vụ đổi chiều dòng điện trong chuyển động quay, giúp rotor duy trì chuyển động liên tục Bộ phận này thông thường sẽ có 2 thành phần: một bộ cổ góp và một bộ chổi than tiếp xúc với cổ góp.

Khi trục của động cơ điện 1 chiều được kéo bằng một lực ngoài, động cơ này sẽ hoạt động giống máy phát điện một chiều.

Từ đó, chúng tạo ra suất điện động cảm ứng Suất điện động này được gọi là Electromotive Force Khi được vận hành ở chế độ cơ bản, rotor sẽ quay và phát ra điện áp Điện áp này có tên là sức phản điện động Counter EMF (hay còn được gọi là sức điện động đối kháng), lý do là bởi vì chúng đối kháng với điện áp được đặt bên ngoài vào động cơ.

Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ một chiều

1.1.3 Phân loại động cơ điện một chiều Động cơ điện một chiều được phân loại theo kích tử thành những loại sau: Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: Phần ứng và phần kịch tử được cung cấp từ hai nguồn riêng lẻ. Động cơ điện một chiều kích từ song song: Cuộn dây kích từ được mắc song song với phần ứng Động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp: Cuộn dây kích từ được mắc nối tiếp với phần ứng. Động cơ điện một chiến kịch từ hỗn hợp: Gồm có hai cuộn dây kích từ, một cuộn mắc song song với phần ứng, một cuộn mắc nối tiếp với phần ứng.

1.1.4 Các phương pháp thay đổi tốc độ động cơ điện 1 chiều

1) Thay đổi điện trở phụ trong mạch phần ứng:

Từ phương trình đặc tính cơ: ω= Uư

Hình 1.3 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư Đặc điểm điều chỉnh:

- Tốc độ không tải lý tưởng không đối

- Chỉ cho phép điều chỉnh thay đổi tốc độ về phía giảm

- Khi Re tăng, độ dốc đặc tính cơ càng lớn, đặc tính cơ cùng mềm độ ổn định tốc độ cũng kém, sai số tốc độ càng lớn

- Tổn hao công suất dưới dạng nhiệt trên điện trở. Ưu điểm : Thiết bị thay đổi rất đơn giản, thưởng dùng cho các động cơ cần trục, thang máy, máy nâng, máy xúc.

+ Tốc độ điều chỉnh cảng thấp thì giá trị điện trở đồng vào cùng lớn, đặc tính cơ củng mềm, độ cứng giảm dẫn đến sự ổn định tốc độ khi phụ tải thay đổi kém

+ Tổn hao phụ khi điều chỉnh rất lớn, tốc độ cũng thấp thì tổn hao phụ củng cao

+ Phương pháp thay đổi R chỉ phù hợp khi khởi động động cơ.

2) Thay đổi từ thông kích từ của động cơ

Phương trình đặc tính cơ: ω= Uư

Hình 1.4 Đặc tính điều chỉnh tốc độ Đặc điểm diều chỉnh:

- Giảm từ thông thì tốc độ thay đổi tỉ lệ nghịch, từ thông cảng giảm thì tốc độ không tài lý tưởng càng tăng, tốc độ động cơ càng lớn

- Dòng điện ngắn mạch không đổi

- Độ cứng đặc tính cơ giảm khi giam tử thông Nếu giảm ý quả nhỏ thì có thể làm cho tốc độ động cơ lớn quá giới hạn cho phép hoặc làm cho điều kiện chuyển mạch bị xấu đi do dòng phản ứng tăng cao Như vậy, để đảm bảo chuyển mạch bình thường thì cần phải giảm dòng phản ứng và momen trên trục động cơ giảm nhanh

→ động cơ bị quá tải Ưu điểm: Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông có thể điều chỉnh vô cấp và cho tốc độ lớn hơn tốc độ cơ bản Phương pháp này thường được dùng cho các máy như: máy mải vạn năng, máy bảo giưởng Việc điều chỉnh được thực hiện trên mạch kích từ nên tôn thất năng lượng ít, thiết bị đơn giản nên giá thành thấp.

Nhược điểm: Do điều chỉnh sâu nên / giảm, sai số tĩnh lớn, kém ổn định với tốc độ cao Nghĩa là điều chỉnh càng sâu thì lại càng lớn Nên đặc tính càng dốc momen nhỏ đến khi nhỏ hơn momen phụ tải thì động cơ không chạy được.

3) Thay đổi điện áp phần ứng của động cơ

Phương trình đặc tính cơ: ω=Uư

Hình 1.5 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư Đặc điểm điều chỉnh:

- Tốc độ động cơ tăng giảm theo chiều tăng giảm của điện áp phần ứng

- Thay đổi được cả tốc độ không tải lý tưởng ta, và dòng điện ngắn mạch

- Độ cứng đặc tính cơ giữ không đổi trong toàn bộ dài điều chỉnh Ưu điểm: Phương pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng động cơ sẽ giữ nguyên độ cứng đường đặc tính nên được dùng nhiều trong các máy cắt gọt kim loại Đảm bảo tính kinh tế, tổn hao năng lượng thấp, phạm vi điều chỉnh rộng Nếu kết hợp với phương pháp điều chỉnh từ thông thì ta có thể điều chỉnh tốc độ lớn hơn và nhỏ hơn tốc độ định mức

Nhược điểm: Phương pháp này cần một bộ nguồn có thể thay đổi trơn điện áp

Qua phân tích 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều trên, thì phương pháp điều khiển tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng là tốt hơn cả và triệt để nhất Vì vậy, chúng em lựa chọn phương pháp thay đổi điện áp phần ứng để điều khiển tốc độ động cơ điện một chiều.

1.1.5 Các phương pháp chỉnh lưu cầu

Chỉnh lưu cầu được phân thành 2 loại chính, đó là: chỉnh lưu 1 pha và chỉnh lưu 3 pha Cả 2 loại này đều được phân thành các loại chỉnh lưu như là: chỉnh lưu không kiểm soát, chỉnh lưu bán kiểm soát và chỉnh lưu kiểm soát toàn phần.

Giới thiệu mạch chỉnh lưu cầu 1 pha điều khiển hoàn toàn

Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu 1 pha có điều khiển tải R+L+E

Giả sử Ld =  , điện áp phía thứ cấp u2 = 2 U2 sin  t, góc điều khiển  Xét mạch đang làm việc ở chế độ xác lập Khi van dẫn sụt áp trên nó bằng không.

Trong khoảng 0 <  <  khi đó van T3; T4 dẫn còn T1 và T2 khóa nên: id iT3 = iT4; iT1= iT2= 0; ud = - u2; uT1 = uT2 = u2 ; uT3 = uT4 = 0.

Trong khoảng   <  <  +  khi đó van T1; T2 dẫn còn T3 và T4 khóa nên: id = iT1 = iT2; iT3= iT4= 0; ud = u2; uT4 = uT3 = -u2 ; uT2 = uT1 = 0.

Trong khoảng   <  <  +  khi đó van T1; T2 dẫn còn T3 và T4 khóa nên: id = iT1 = iT2; iT3= iT4= 0; ud = u2; uT4 = uT3 = -u2 ; uT2 = uT1 = 0.

Trong khoảng  +   <  < 2 +  khi đó van T3; T4 dẫn còn T1 và T2 khóa nên: id = iT3 = iT4; iT1= iT2= 0; ud = - u2; uT1 = uT2 = u2 ; uT3 = uT4 = 0.Các chu kỳ tiếp theo lặp lại tương tự.

Hình 1.8 Dạng sóng dòng điện, điện áp mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển

1.2.4 Các biểu thức tính toán Điện áp trung bình trên tải:

Dòng điện trung bình qua Thyristor:

   Điện áp thuận, điện áp ngược cực đại trên Thyristor: max max) 2 2

1.2.5 Ứng dụng thực tế Ứng dụng cơ bản nhất của mạch chỉnh lưu là trích xuất thành phần điện một chiều hữu dụng từ nguồn xoay chiều Thực ra hầu hết các ứng dụng điện tử sử dụng nguồn điện một chiều, nhưng nguồn cung cấp lại là dòng điện xoay chiều.

Vì thế các mạch chỉnh lưu được sử dụng bên trong mạch cấp nguồn của hầu hết các thiết bị điện tử.

Lựa chọn, tính toán, chọn phần tử mạch điều khiển

a) Một số phương án lựa chọn mạch điều khiển

Phương án 1: Sử dụng IC thuật toán rời rạc thông qua các khâu:

Khâu tạo điện răng cưa

Khâu khuếch đại và biến áp xung

Các khâu được thể hiện qua hình 3.1

Hình 1.9 Các khâu của mạch điều khiển khi dùng IC thuật toán rời rạc Ưu điểm: Giá thành rẻ

Nhược điểm: Mạch phức tạp phải thông qua nhiều khâu, chất lượng điều khiển không cao.

Phương án 2: Dùng IC tích hợp TCA 785

Hình 1.10 Các khâu khi dùng IC tích hợp TCA785 Đối với việc điều khiển điện áp một chiều ta có thể sử dụng vi mạch tích hợp TCA 785 để đơn giản mạch điều khiển. Ưu điểm: Mạch đơn giản, ít khâu điều khiển, tạo ra điện áp đối xứng, chất lượng điện áp ra như mong muốn

Nhược điểm: Giá thành đắt

Kết luận: Từ việc so sánh ưu nhược điểm của 2 phương án trên ta chọn phương pháp 2 (Sử dụng mạch tích hợp TCA 785)

Giới thiệu vi mạch TCA 785

Vi mạch TCA 785 là vi mạch phức hợp thực hiện 4 chức năng của một mạch điều khiển: Tạo điện áp đồng bộ, tạo điện áp răng cưa, so sánh và tạo xung ra TCA

785 do hãng Simen chế tạo được sử dụng để điều khiển các thiết bị chỉnh lưu, thiêt bị điều chỉnh dòng xoay chiều. Ưu điểm :

- Dễ phát hiện việc chuyển qua điểm không.

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi

- Có thể hoạt động 3 pha (3 IC).

- Mạch thiết kế đơn giản, thi công nhanh dễ điều khiển và hiệu chỉnh.

- Dải điều chỉnh và góc điều khiển rộng.

1.4.2 Giới thiệu về cấu tạo, nguyên lý làm việc của TCA 785 a) Kí hiệu và chức năng TCA 785

Hình 1.12 Sơ đồ chân TCA 785

Bảng 1.1 Kí hiệu và chức năng từng chân của TCA 785.

Chân Kí hiệu Chức năng

5 VSYNC Điện áp đồng bộ

9 R9 Điện trở tạo mạch răng cưa

10 C10 Tụ tạo mạch răng cưa

12 C12 Tụ tạo độ rộng xung

13 L Tín hiệu điều khiển xung ngắn, xung dài

16 VS Điện áp nguồn nuôi b) Dạng sóng TCA 785

Hình 1.13 Dạng sóng đầu vào, ra của TCA 785 c) Các thông số của TCA785

Bảng 1.2 Các thông số kĩ thuật của TCA 785.

Thông số Giá trị nhỏ nhất

Giá trị lớn nhất Đơn vị

Dòng tiêu thụ I.S 4,5 6,5 10 mA Điện áp vào điều khiển V11

Biên độ của răng cưa Điện trở mạch nạp

Thời gian sườn ngắn của xung răng cưa

Tín hiệu cấm vào, chân 6

Cho phép Độ rộng xung ra, chân13 V13

V V μ S μ S/nF Điện áp ra mức cao Điện áp ra mức thấp Độ rộng xung hẹp Độ rộng xung rộng Điện áp điều khiển Điện áp chuẩn

Góc điều khiển ứng với điện áp chuẩn

V 1/K d) Nguyên lý làm việc của TCA 785

TCA 785 là một vi mạch phức hợp thực hiện 4 chức năng của một mạch điều khiển: “tề đầu” điện áp đồng bộ tạo điện áp răng cưa đồng bộ, so sánh và tạo xung ra Nguồn nuôi qua chân 16 Tín hiệu đồng bộ được lấy qua chân số 5 và số 1 Tín hiệu điều khiển được đưa vào chân 11 Một bộ nhận biết điện áp 0 sẽ kiểm tra điện áp lấy vào chuyển trạng thái và sẽ chuyển tín hiệu này đến bộ phận đồng bộ Bộ phận đồng bộ này sẽ điều khiển tụ C10; Tụ C10 sẽ được nạp đến điện áp không đổi (quyết định bởi R9) Khi điện áp V10 đạt đến điện áp V11 thì một tín hiệu sẽ được đưa vào khâu logic Tuỳ thuộc vào biên độ điện áp điều khiển V11, góc mở α có thể thay đổi từ 0 đến 180o Với mỗi nửa chu kì song một xung dương xuất hiện ở Q1, Q2 Độ rộng trong khoảng 30-80μs. Độ rộng xung có thể kéo dài đến 180° thông qua tụ C12.

Nếu chân 12 nối đất thì sẽ có xung trong khoảng α đến 180°.

- Nguyên lí hoạt động của khâu tạo xung điều khiển: Điện áp lưới sau khi qua máy biến áp được hạ xuống 12VAC đưa vào chân số 5 và chân số 1 qua điện trở R Tín hiệu điều khiển Vdk được đưa vào chân 11 so sánh với điện áp răng cưa tạo bởi tụ C10 cho ta xung điều khiển thyristor có góc mở α tăng dần ở đầu ra chân 14 và 15 Khi xảy ra ngắn mạch chân 16 nhận được tín hiệu cấm, tại chân 14 và 15 không còn tín hiệu đầu ra.

Từ yêu cầu thực tiễn ta chọn IC TCA 785 do hãng SIMEN sản xuất cùng các linh kiện đi kèm sau: C10= 104, C12= 473, R9= 33kΩ,R5= 1MΩ,VR1= VR2 10kΩ e) Các khâu trong mạch điều khiển

Hình 1.14 Sơ đồ khối các khâu trong mạch điều khiển

* Nhiệm vụ của các khâu trong sơ đồ khối như sau

Khâu đồng bộ: Có nhiệm vụ tạo ra điện áp tựa Urc tuyến tính trùng pha với điện áp Anot (cực G) của Thyristor (triac)

Khâu so sánh : Nhận tín hiệu điện áp tựa và điện áp điều khiển Có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp tựa với điện áp điều khiển Uđk Tìm thời điểm hai điện áp bằng nhau(Uđk= Urc) Tại thời điểm hai điện áp này bằng nhau thì phát xung điều khiển ở đầu ra để gửi sang tầng tạo xung và khuếch đại xung.

Khâu tạo xung và khuếch đại xung: Có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Triac Xung để mở Triac cần có các yêu cầu: Sườn trước dốc thẳng đứng để đảm bảo mở Triac tức thời khi có xung điều khiển (Thường gặp là xung kim hoặc xung chữ nhật) đủ độ rộng (với độ rộng xung lớn hơn thời gian mở củacTriac) Cách ly giữa mạch điều khiển và mạch động lực (nếu điện áp động lực quá lớn) đủ công suất.

Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch điều khiển được đưa đến khối đồng pha. Đầu ra của khối này có điện áp thường là hình sin cùng tần số và có thể lệch pha một góc xác định so với điện áp nguồn Điện áp này gọi là điện áp đồng bộ Vđb Đầu ra của mạch phát điện răng cưa ta có các điện áp răng cưa đồng bộ về tần số và góc pha với điện áp đồng bộ Các điện áp này gọi là điện áp răng cưa Vrc Điện áp răng cưa Vrc được đưa vào đầu vào của khối so sánh Tại đó có một tín hiệu khác nữa là điện áp một chiều điều chỉnh lấy từ ngoài Hai tín hiệu này được mắc với cực tính sao cho tác động của chúng lên mạch so sánh là ngược chiều nhau Khối so sánh làm nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu này Tại thời điểm hai tín hiệu này bằng nhau thì tín hiệu đầu ra khối so sánh là các xung xuất hiện với chu kỳ của Vrc Xung răng cưa có hai sườn trong đó có một sườn mà tại đó thì đầu ra khối so sánh xuất hiện một xung điện áp thì sườn đó là sườn sử dụng Vậy ta có thể thay đổi thời điểm của xung xuất hiện tại đầu ra khối so sánh bằng cách thay đổi Vđk khi giữ nguyên dạng của Vrc

Trong một số trường hợp xung ra khối so sánh được đưa ngay đến đầu cực của thiết bị cần điều khiển nhưng trong đa số các trường hợp thì tín hiệu ra khối so sánh chưa đủ yêu cầu cần thiết Người ta phải thực hiện việc khuếch đại thay đổi lại hình dáng xung Các nhiệm vụ này được thực hiên bởi một mạch gọi là mạch xung. Đầu ra của khối tạo xung và khuếch đại xung sẽ được một chuỗi xung điều khiển có đủ các thông số yêu cầu về công suất, độ dài, độ dốc mặt đầu của xung Tại thời điểm bắt đầu xuất hiện các xung hoàn toàn trùng với thời điểm xuất hiện xung trên đầu ra khối so sánh.

Thiết kế mạch

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch.

Sơ đồ khối và chức năng từng khối

Hình 2.2 Sơ đồ khối toàn mạch

1) Khối nguồn a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý mạch nguồn b) Chức năng

Biến đổi dòng xoay chiều điện áp 15V thành dòng một chiều cấp cho mạch điều khiển c) Nguyên lí hoạt động

Dòng điện 15V xoay chiều qua cầu chỉnh lưu 3A làm biến đổi từ dòng xoay chiều thành dòng một chiều Khi qua IC ổn áp 7815 sẽ cho dòng điện có điện áp 15V ổn định. Sau khối chỉnh lưu cầu điện ỏp 15v được cho qua tụ 2200àF để san phẳng điện ỏp tạo điện áp ổn định cho IC ổn áp 7815 và mắc song với một tụ gốm để loại bỏ thành phần sóng hài của điện áp xoay chiều sau IC 7815 ta mắc song song với một led để báo mạch điều khiển có nguồn.

2) Khối mạch điều khiển a) Sơ đồ

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển b) Chức năng Điều khiển mọi hoạt động của mạch Trong một số trường hợp xung ra khối so sánh được đưa ngay đến đầu cực của thiết bị cần điều khiển nhưng trong đa số các trường hợp thì tín hiệu ra khối so sánh chưa đủ yêu cầu cần thiết Người ta phải thực hiện việc khuếch đại thay đổi lại hình dáng xung Các nhiệm vụ này được thực hiên bởi một mạch gọi là mạch xung Đầu ra của khối tạo xung và khuếch đại xung sẽ được một chuỗi xung điều khiển có đủ các thông số yêu cầu về công suất, độ dài, độ dốc mặt đầu của xung Tại thời điểm bắt đầu xuất hiện các xung hoàn toàn trùng với thời điểm xuất hiện xung trên đầu ra khối so sánh.

3) Khối cách ly a) Sơ đồ Đây là một số sơ đồ kết nối của MOC 3020 ứng với các loại tải khác nhau, sau đây là sơ đồ kết nối trong khâu cách ly.

Hình 2.5 Sơ đồ mạch cách ly dùng MOC 3020 b) Chức năng

Chống ngược dòng giữa các khối có chênh lệch nhau về điện áp hay công suất

4) Khối mạch lực a) Sơ đồ nguyên lý

Hình 2.6 Sơ đồ nguyên lý mạch lực b) Chức năng

Làm động cơ điện 1 pha hoạt động theo sự điều khiển của khối mạch điều khiển

Các thông số cho trước của động cơ điện 1 chiều như sau:

Pđm 0W, Uđm"0V, Iđm= 1A, nđm 00v/p a) Tính toán chọn van động lực

Tính chọn Thyristor dựa và các yếu tố dòng tải, sơ đồ đã chọn, điều kiện tản nhiệt, điện áp làm việc Các thông số của van được tính như dưới đây:

Trong đó α từ 0 đến 180 độ

* Điện áp thuận lớn nhất mà Thyristor phải chịu là:

* Điện áp ngược lớn nhất mà Thyristor phải chịu là: max 2 2 2.220 311,13( ) th T

Trong đó: Ud: điện áp tải

U2: điện áp thứ cấp máy biến áp Điện áp ngược của van cần chọn là:

Trong đó: ku =1,7 : Hệ số dự trữ điện áp (1,5 Chọn trở là R1=R2= 220 Ω Điện áp sụt tại đầu ra của MOC là Us=3V và dòng điện vào để điều khiển BT151 dẫn là IgtmA, nên ta có:

Nguyên lý hoạt động của toàn mạch

Khi có điện áp từ mạch nguồn cấp vào IC TCA 785 (có tích hợp các khâu dồng pha, so sánh, tạo xung, sửa xung, khuyếch đại) tạo ra 2 xung điều khiển qua mạch cách ly đến kích mở cho Thyristor BT 151.

Chân 11 của TCA là chân nhận điện đáp điều khiển ( từ 0 đến 11V) để thay dổi góc kích mở của Thyristor từ 0 đến 180 độ nhờ sự so sánh với điện áp răng cưa chân 10.

Mạch lực ta dùng mạch cầu chỉnh lưu điều khiển hoàn toàn.

Giả sử ta đạt một điện áp điều khiển có thể thay đổi từ 0 đến 11V vào chân

11 của IC TCA785, ở chân 14 và 15 của IC TCA785 sẽ xuất ra một chuỗi xung có thể thay đổi từ 0 đến 180 độ.

Nguyên lý hoạt động của mạch lực:

Giả sử ở một bán kì ta có điện áp dương đặt vào IN2, điện áp âm là IN1 Lúc này ở mạch điều khiển sẽ tạo ra một xung (với góc anpha tuỳ vào điện áp điều khiển) tới ích mở T1 và T2 Dòng điện có chiều từ IN2, qua T1, qua tải, qua T2 về IN1. Ở bán kì còn lại thì IN1 là dương và IN2 là âm Lúc này ở mạch điều khiển sẽ xuất ra một xung tới kích mở T3 và T4 Dòng điện có chiều từ 220VAC1 qua T3,qua tải, qua T4, qua cầu chì về IN2.

Vậy dòng điện có một chiều cố định từ trên xuống và có thể điều chỉnh được từ 0 đến 200V DC tùy vào thời điểm cấp xung kích mở cho thyristor.

Lắp ráp,khảo sát và đánh giá mạch

Ưu điểm: Giá thành rẻ

Nhược điểm: Mạch phức tạp phải thông qua nhiều khâu, chất lượng điều khiển không cao.

Phương án 2: Dùng IC tích hợp TCA 785

Hình 1.10 Các khâu khi dùng IC tích hợp TCA785 Đối với việc điều khiển điện áp một chiều ta có thể sử dụng vi mạch tích hợp TCA 785 để đơn giản mạch điều khiển. Ưu điểm: Mạch đơn giản, ít khâu điều khiển, tạo ra điện áp đối xứng, chất lượng điện áp ra như mong muốn

Nhược điểm: Giá thành đắt

Ngày đăng: 13/11/2024, 21:10

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.1 Cấu tạo của động cơ điện một chiều (Trang 7)
Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ một chiều. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.2 Nguyên lý hoạt động của động cơ một chiều (Trang 8)
Hình 1.3 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.3 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư (Trang 9)
Hình 1.4 Đặc tính điều chỉnh tốc độ - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.4 Đặc tính điều chỉnh tốc độ (Trang 10)
Hình 1.5 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.5 Đặc tính điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi Uư (Trang 11)
Hình 1.6 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha và 3 pha - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.6 Sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha và 3 pha (Trang 13)
Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu 1 pha có điều khiển tải R+L+E. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu 1 pha có điều khiển tải R+L+E (Trang 13)
Hình 1.9. Các khâu của mạch điều khiển khi dùng IC thuật toán rời rạc - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.9. Các khâu của mạch điều khiển khi dùng IC thuật toán rời rạc (Trang 17)
Hình 1.11 Cấu trúc TCA 785. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.11 Cấu trúc TCA 785 (Trang 19)
Hình 1.12 Sơ đồ chân TCA 785. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.12 Sơ đồ chân TCA 785 (Trang 20)
Bảng 1.1 Kí hiệu và chức năng từng chân của TCA 785. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Bảng 1.1 Kí hiệu và chức năng từng chân của TCA 785 (Trang 20)
Hình 1.13 Dạng sóng đầu vào, ra của TCA 785. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 1.13 Dạng sóng đầu vào, ra của TCA 785 (Trang 21)
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch (Trang 25)
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển (Trang 26)
Hình 2.5 Sơ đồ mạch cách ly dùng MOC 3020. - Đề tài thiết kế chế tạo mạch chỉnh lưu cầu một pha Điều khiển hoàn toàn
Hình 2.5 Sơ đồ mạch cách ly dùng MOC 3020 (Trang 27)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w