Chương 4: Khối khuếch đại và tạo xung đầu ra Khối khuyếch đại và tạo xung đầu ra có nhiệm vụ tạo ra xung có đủ độ rộng vừa phải khuyếch đại cho xung có đủ biên độ thỏa mãn yêu cầu đối tượng điều khiển. Đầu vào của khối này là tín hiệu của khâu so sánh đầu ra là xung mở Thyristor. Sơ đồ khuếch đại và tạo xung đầu ra điển hình trình bày như hình I-16. Hình I-16: Khuyếch đại xung nối với tải qua máy biến áp. Transistor T 1 , T 2 nối tầng để tăng hệ số khuyếch đại công suất Đ 1 ,R 1 để bảo vệ T 1 , T 2 khỏi quá áp khi cuộn sơ cấp của máy biến áp xung chuyển mạch. t t v V R2 R1 T1 T2 BAX - Khi có xung âm T 1 ,T 2 mở sẽ có dòng qua dây quấn sơ cấp của máy biến áp xung BAX và ở cuộn thứ cấp sẽ có xung ra. khi xung vào tắt thì T 1 ,T 2 cùng khóa và xung ra cũng tắt. * Biến áp xung thường làm biến áp của bộ khuyếch đại tạo xung, có các chức năng sau: - Tạo xung đúng theo yêu cầu. - Tạo sự phù hợp điện áp mạch tạo xung và điện áp cực điều khiển Thyristor. - Có thể dùng một vài cuộn đầu ra để điều khiển một vài Thyristor. - Đảm bảo ngăn cách về điện giữa mạch động lực và mạch điều khiển các thông số đặc trưng của máy biến áp xung. Điện cảm thẩm từ L : nó đặc trưng cho độ rộng xung với mạch từ thông có khe hở không khí. Trong đó S 1t , L 1t: tiết diện ngang và chiều dài mạch từ. hđ : Độ từ thẩm hiệu dụng. W 1 : số vòng dây sơ cấp. Hệ số tắt dần : Trong đó R 1 : điện trở của cuộn dòng W 1 . R 2 1 : Điện trở tải qui đổi về W 1 . L t :điện cảm kháng tản. C 0 :điện dung ký sinh. T 0 : chu kỳ dao động. Hệ số càng lớn thì xung càng dốc ở sườn trước muốn vậy phải giảm nhỏ L t vàC 0 . 25)-(I . . 1 2 11 t thđ L W S L 26)-(I 4 ) . 1 ( 0 0 1 2 1 T CRL R t Hệ số đặc trưng dao động . Hệ số càng nhỏ thì dao động ở sườn trước xung càng bé. I.2.4 Sử dụng vi mạch trong các mạch điều khiển Thyristor. Sử dụng vi mạch vào hệ thống điều khiển thyristor như đã biết có nhiều ưu điểm. Bên cạnh các ưu điểm như kích thước nhỏ, thiết bò vạn năng lắp ráp đơn giản Khi dùng hệ thống vi mạch còn cho phép dự trữ các khối dễ dàng. Ngày nay người ta đã sản xuất những vi mạch và các vi mạch vạn năng lúc cần sử dụng để điều khiển các sơ đồ Thyristor cụ thể ta có thể lựa chọn một trong những mạch đã có sẵn. Máy phát xung: có loại máy phát 2 xung lệch nhau 180 0 và có khả năng điều chỉnh pha, máy phát 3 kênh với các xung lệch nhau 120 0 , máy phát 6 kênh với các xung lệch nhau 60 0 . - Các bộ khuyếch đại và tạo xung :các bộ này cung cấp xung có độ dài 180 0 - hoặc 210 - (: là góc điều khiển). - Các bộ điều khiển: các bộ này cò thể thực hiện các luật điều khiển khác nhau như tỷ lệ (p), tích phân (i), hoặc tỷ lệ - tích phân - đạo hàm (PID). - Các bộ lọc điện áp lưới: các bộ này sẽ cho điện áp ra hoàn toàn hình sin để cung cấp cho khối đồng bộ. - Các mạch điều khiển Thyristor dùng vi mạch đều dùng nguyên lý khống chế đứng, trong đó lại chia ra mạch khống chề đồng bộ và mạch khống chế không đồng bộ. - Sơ đồ khối trùng hợp dùng vi mạch khống chế chỉnh lưu 3 pha theo nguyên lý đồng bộ như hình (I-17). 27)-(I 1 21 1 2 RR R 2 4 2 4 2 4 Đến mạch tạo xung 1 3 1 3 1 3 a. Hệ thống khống chế đồng bộ: Hệ thống khống chế gồm 3 kênh trùng hợp giống nhau. Khối 1 để lọc điện áp lưới gồm các khuyếch đại giải tích. Điện áp đồng bộ không phụ thuộc vào sự dao động của điện áp nguồn, tín hiệu đầu ra của bộ lọc được biến thành các áp hình chữ nhật và được hạn chế biên độ qua bộ hai. Điện áp ra của khối 2 được tích phân qua khối 3 do vậy điện áp ra của khối 3 có dạng răng cưa và đồng bộ với tín hiệu điều khiển V đk ở tín hiệu đồng bộ bằng tín hiệu điều khiển thì ở đầu ra của khối 4 sẽ xuất hiện một xung, xung đó được dẫn vào bộ tạo xung để điều khiển Thyristor. Việc điều khiển Thyristor theo nguyên lý đồng bộ có một số nhược điểm như: góc điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu đồng bộ (nghóa là phụ thuộc vào điện áp lưới) hơn nữa hệ thống điều khiển nhiều kênh do hiện tượng không đối xứng mà sai lệch góc điều khiển giữa các kênh ít nhất là 2 0 . Khống chế không đồng bộ có đặc điểm cho xung điều khiển )( 2 . 11 đktiti V m Thyristor sau chỉ phụ thuộc vào thời điểm tác động của Thyristor trước nghóa là: Trong đó: ti :góc tương ứng với thời điểm cho xung điều khiển Thyristor. M: số pha điều chỉnh. . 4 ) . 1 ( 0 0 1 2 1 T CRL R t Hệ số đặc trưng dao động . Hệ số càng nhỏ thì dao động ở sườn trước xung càng bé. I.2 .4 Sử dụng vi mạch trong các mạch điều khiển Thyristor. Sử dụng vi mạch vào hệ thống điều khiển thyristor. hđ : Độ từ thẩm hiệu dụng. W 1 : số vòng dây sơ cấp. Hệ số tắt dần : Trong đó R 1 : điện trở của cuộn dòng W 1 . R 2 1 : Điện trở tải qui đổi về W 1 . L t :điện cảm kháng tản. C 0 :điện. hợp điện áp mạch tạo xung và điện áp cực điều khiển Thyristor. - Có thể dùng một vài cuộn đầu ra để điều khiển một vài Thyristor. - Đảm bảo ngăn cách về điện giữa mạch động lực và mạch điều