Hệ truyền động xung áp một chiều

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI NỘI DUNGĐộng cơ một chiều kích từ độc lập Π 32 có số liệu sau: Pđm = 2.2Kw; Uưđm = 220V; ¬Iđm = 24A; nđm = 1500vp; jĐC = 0,105kg.m2; Rư = 0,285(Ω); Lư = 0,0247(H); Ukt = 220V; Ikt = 0,3AMạch xung áp đảo chiềuYêu cầu bài toán: Xây dựng hệ truyền động có tốc độ động cơ điều chỉnh từ 0vp đến 1500vp khi mang tải định mức PHẦN THUYẾT MINH1.Khái quát chung về hệ truyền động xung áp động cơ một chiều2.Tính chọn mạch lực và các thiết bị liên quan3.Thiết kế và mô phỏng mạch điều khiển cho bộ xung áp4.Phân tích hoạt động của mạch điều khiển 5.Phương pháp điều chỉnh và ổn định tốc độ cho hệ thống truyền động điện.I Khái quát chung về hệ truyền động xung áp một chiều1 Tổng quan động cơ một chiều1.1. Cấu tạo và đặc tính cơ của động cơ một chiềuĐộng cơ một chiều bao gồm 2 phần phần cảm (phần tĩnh) và phần ứng(phần quay). Phần cảm (stator)Phần cảm gọi là stator, gồm lõi thép làm bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừalà vỏ máy và các cực từ chính có dây quấn kích từ (hình 1.1), dòng điện chạytrong dây quấn kích từ sao cho các cực từ tạo ra có cực tính liên tiếp luân phiênnhau. Cực từ chính gắn với vỏ máy nhờ các bulông. Ngoài ra máy điện một chiềucòn có nắp máy, cực từ phụ và cơ cấu chổi than. Hình 1.1 Cực từ chính Phần ứng (rotor)Rôto gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và trục máy. Hình 1.2 Lá thép rôto Hình 1.3 Dây quấn phần ứng máy điện 1 chiều1. Lõi thép phần ứng: Hình trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật điện dày 0,5mm, phủ sơn cách điện ghép lại. Các lá thép được dập các lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng (hình 1.2).2. Dây quấn phần ứng: Gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp nhau, đặt trong cácrãnh của phần ứng tạo thành một hoặc nhiều vòng kín. Phần tử của dây quấn làmột bối dây gồm một hoặc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp củavành góp (hình 1.3a). hai cạnh tác dụng của phần tử đặt trong hai rãnh dưới haicực từ khác tên (hình 1.3b).3. Cổ góp (vành góp) hay còn gọi là vành đổi chiều gồm nhiều phiến đồnghình đuôi nhạn được ghép thành một khối hình trụ, cách điện với nhau và cáchđiện với trục máy.Các bộ phận khác như trục máy, quạt làm mát máy…1.2 Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiềuTrên hình 1.4 khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B, trongdây quấn phần ứng có dòng điện. Các thanh dẫn ab và cd mang dòng điện nằmtrong từ trường sẽ chịu lực tác dụng tương hỗ lên nhau tạo nên mômen tác dụnglên rôto, làm quay rôto. Chiều lực tác dụng được xác định theo quy tắc bàn tay trái(hình 1.4a). Hình 1.4 Mô tả nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiềuKhi phần ứng quay được nửa vòng, vị trí thanh dẫn ab, cd đổi chỗ nhau(hình 1.4b), nhờ có phiến góp đổi chiều dòng điện, nên dòng điện một chiều biếnđổi thành dòng điện xoay chiều đưa vào dây quấn phần ứng, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi, do đó lực tác dụng lên rôto cũng theo một chiều nhất định, đảm bảo động cơ có chiều quay không đổi.Chế độ làm việc định mức của máy điện nói chung và của động cơ điện mộtchiều nói riêng là chế độ làm việc trong những điều kiện mà nhà chế tạo quy định.Chế độ đó được đặc trưng bằng những đại lượng ghi trên nhãn máy gọi là nhữngđại lượng định mức.1.Công suất định mức Pđm(kW hay W).2.Điện áp định mức Uđm(V).3.Dòng điện định mức Iđm(A).4.Tốc độ định mức nđm(vòngph).Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng điện kích từ…Chú ý: Công suất định mức chỉ công suất đưa ra của máy điện. Đối với máy phát điện đó là công suất đưa ra ở đầu cực máy phát, còn đối với động cơ đó là công suất đưa ra trên đầu trục động cơ 2 Tổng quan về bộ biến đổi xung áp2.1.Cấu trúc và phân loại bộ biến đổi xung áp Bộ biến đổi xung áp giảm áp Sơ đồ nguyên lý Nguyên lý hoạt động :Phần tử điều chỉnh quy ước là khóa S ( van bán dẫn điều khiển được )Đặc điểm của sơ đồ này là khóa S, cuộn cảm và tải mắc nối tiếp. Tải có tính chấtcảm kháng hoặc dung kháng. Bộ lọc L C. Điôt mắc ngược với Ud để thoát dòngtải khi ngắt khóa K.+ S đóng thì U được đặt vào đầu của bộ lọc. Nếu bỏ qua tổn thất trong cácvan và các phần tử thì Ud=U+ S mở thì hở mạch giữa nguồn và tải, nhưng vẫn có dòng id do năng lượngtích lũy trong cuộn L và cảm kháng của tải, dòng khép kín qua D, do vậy Ud=0 Như vậy, Ud ≤ U. Tương ứng ta có bộ biến đổi hạ áp. Bộ biến đổi xung áp tăng áp Đặc điểm:

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

NỘI DUNG

- Động cơ một chiều kích từ độc lập Π 32 có số liệu sau: Pđm = 2.2Kw; Uưđm = 220V; Iđm = 24A; nđm = 1500v/p; jĐC = 0,105kg.m2; Rư = 0,285(Ω); Lư = 0,0247(H); Ukt = 220V; Ikt = 0,3A

Mạch xung áp đảo chiều

- Yêu cầu bài toán: Xây dựng hệ truyền động có tốc độ động cơ điều chỉnh từ 0v/p đến1500v/p khi mang tải định mức

PHẦN THUYẾT MINH

1. Khái quát chung về hệ truyền động xung áp động cơ một chiều

2. Tính chọn mạch lực và các thiết bị liên quan

3. Thiết kế và mô phỏng mạch điều khiển cho bộ xung áp

4. Phân tích hoạt động của mạch điều khiển

5. Phương pháp điều chỉnh và ổn định tốc độ cho hệ thống truyền động điện

I Khái quát chung về hệ truyền động xung áp một chiều

1 Tổng quan động cơ một chiều

1.1 Cấu tạo và đặc tính cơ của động cơ một chiều

Độn g cơ một chiều bao gồm 2 phần phần cảm (phần tĩnh) và phần

ứng(phần quay)

* Phần cảm (stator)

Phần cảm gọi là stator, gồm lõi thép làm bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừalà vỏ máy

và cá c cự c từ chính có dây quấn kích từ (h ình 1.1), dòn g điện chạy trongdây quấn kích từ sao cho các cực từ tạo ra có cực tính liên tiếp luân phiên nhau Cực từ chính gắn với vỏ máy nhờ các bulông Ngoài ra máy điện một chiềucòn có nắp máy, cực từ phụ và cơ cấu chổi than

Hình 1.1 Cực từ chính

* Phần ứng (rotor)

Rôto gồm lõi thép, dây quấn phần ứng, cổ góp và trục máy

Hình 1.2 Lá thép rôto Hình 1.3 Dây quấn phần ứng máy điện 1 chiều

1 Lõi thép phần ứng: Hình trụ làm bằng các lá thép kĩ thuật điện dày 0,5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại Các lá thép được dập các lỗ thông gió và rãnh để đặt dây quấn phần ứng (hình 1.2)

2 Dây quấn phần ứng: Gồm nhiều phần tử mắc nối tiếp nhau, đặt trong cácrãnh của phần ứng tạo thành một hoặc nhiều vòng kín Phần tử của dây quấn là một bối dây gồm một hoặc nhiều vòng dây, hai đầu nối với hai phiến góp

của vành góp (hình 1.3a) hai cạnh tác dụng của phần tử đặt trong hai rãnh dưới haicực từ khác tên (hình 1.3b)

3 Cổ góp (vành góp) hay còn gọi là vành đổi chiều gồm nhiều phiến đồnghình đuôi nhạn được ghép thành một khối hình trụ, cách điện với nhau và cách điện với trục máy.Các bộ phận khác như trục máy, quạt làm mát máy…

1.2- Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Trên hình 1.4 khi cho điện áp một chiều U vào hai chổi điện A và B, trongdây quấn phần ứng có dòn g điện Cá c thanh dẫn ab và cd mang dòn g điện

dụnglên rôto, làm quay rôto Chiều lực tác dụng được xác định theo quy tắc bàn tay

1.Công suất định mức Pđm(kW hay W)

2.Điện áp định mức Uđm(V)

3.Dòng điện định mức Iđm(A)

4.Tốc độ định mức nđm(vòng/ph)

Ngoài ra còn ghi kiểu máy, phương pháp kích thích, dòng điện kích từ…

Chú ý: Côn g suất định mức ch ỉ côn g suất đưa ra của máy điện Đối với máy phát điện đó là công suất đưa ra ở đầu cực máy phát, còn đối với động cơ đó là công suất đưa ra trên đầu trục động cơ

2 Tổng quan về bộ biến đổi xung áp

2 1 C ấ u t r ú c v à p h â n l o ạ i b ộ b i ế n đ ổ i x u n g á p

* Bộ biến đổi xung áp giảm áp

Sơ đồ nguyên lý

Nguyên lý hoạt động :

Phần tử điều chỉnh quy ước là khóa S ( van bán dẫn điều khiển được )Đặc điểm của sơ

đồ này là khóa S, cuộn cảm và tải mắc nối tiếp Tải có tính chấtcảm kháng hoặc dung kháng Bộ lọc L & C Điôt mắc ngược với Ud để thoát dòngtải khi ngắt khóa K.+ Sđóng thì U được đặt vào đầu của bộ lọc Nếu bỏ qua tổn thất trong các van và cácphần tử thì Ud=U+ S mở thì hở mạch giữa nguồn và tải, nhưng vẫn có dòng id do năng lượngtích lũy trong cuộn L và cảm kháng của tải, dòng khép kín qua D, do vậy

Ud=0 Như vậy, Ud ≤ U Tương ứng ta có bộ biến đổi hạ áp

=U + eL Vậy ta có bộ biến đổi tăng áp.Đặc tính của bộ biến đổi là tiêu thụ năng lượng từnguồn U ở chế độ liên tụcvà năng lượng truyền ra tải dưới dạng xung nhọn.

* Bộ biến đổi xung áp tăng-giảm áp

Sơ đồ nguyên lý:

Tải là động cơ mmột chiều được thay bởi mạch tương đương R-L-E L1 chỉđóng vai trò tích luỹ năng lượng C đóng vai trò lọc

Nguyên lý hoạt động :

+ S đóng, trên L1 có U, dòng chạy từ +U → S → L1 → -U Năng lượng tích luỹ trong cuộn cảm L1; đi-ôt D tắt; Ud =UC, tụ C phóng điện qua tải.+ S ngắt, cuộn cảm L1 sinh rasức điện động ngược chiều với trường hợp đóng ⇒D thông⇒năng lượng từ trường nạp và

C, tụ C tích điện; ud sẽ ngược chiềuvới U.Vậy điện áp ra trên tải đảo dấu so với U Giá trịtuyệt đối |Ud| có thể lớn hơnhay nhỏ hơn U nguồn

* Bộ băm xung một chiều có đảo chiều

Ở đây ta sử dụn van bán dẫn IGBT Bộ BXM dùng van điều khiển hoàn toànIGBT có khả năng thực hiện điều chỉnh điện áp và đảo chiều dòng điện tải

Trong các hệ truyền động tự động có yêu cầu đảo chiều động cơ do

đó bộ biến đổi này thường hay dùng để cấp nguồn cho động cơ một chiều kích từ độc lập

có nhu cầu đảo chiều quay.Các van IGBT làm nhiệm vụ khoá không tiếp điểm Các Điôt Đ1,Đ2,Đ3,Đ4dùng để trả năng lượng phản kháng về nguồn và thực hiện quá trình hãm tái sinh.Có các phhương pháp điều khiển khác nhau như: Điều khiển độc lập, điềukhiển không đối xứng và điều khiển đối xứng

* Lựa chọn bộ biến đổi

- Lựa chọn mạch lực

Qua các mạch phân tích ở trên ta thấy để phù hợp đảo chiều động cơ (mộtcách chủ động) ta chọn bộ băm xung một chiều có đảo chiều (cầu BXDC), mạch này ch o phép năng lượn g đi theo 2 chiều Ud, Id có thể đảo chiều một cá ch

độclập Hơn nữa mạch này rất thông dụng (dùng trong DC-DC, DC-AC converter) dođó việc tìm mua các phần tử cũng dễ dàng hơn

-Lựa chọn van bán dẫnChọn van IGBT bởi :

+ IGBT là phần tử kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khảnăng chịu quá tải lớn của transistor thường, tần số băm điện áp cao thì làm cho động cơ chạy êm hơn

+ Công suất điều khiển yêu cầu cực nhỏ nên làm cho đơn giản đáng kể thiếtkế của các bộbiến đổi và làm cho kích thước hệ thống điều khiển nhỏ, hơn nữa nócũng làm tiết kiệm năng luợng (điều khiển)

+ IGBT là phần tử đóng cắt với dòng áp lớn, nó đang dần thay thế transistor B J T n ó

n g à y c à n g t h ô n g d ụ n g h ơ n d o đ ó v i ệ c m u a t h i ế t b ị c ũ n g

đ ơ n g i ả n hơn.Cùng với sự phát triển của IGBT thì các IC chuyên dụng điều

khiển chúng(IGBT Driver) ngày càn g phát triển và hoàn th iện do đó việcđiều khiển cũng chuẩn xác và việc thiết kế các mạch điều khiển cũng đơn giản, gọn nhẹ.

Tuỳ thuộc vào dấu điện áp mà người ta chia ra: bộ biến đổi xung áp không đảochiều (hình 1.3 và 1.4) hoặc bộ biến đổi xung áp có đảo chiều (hình 1.6)

Trong giao thông, để cấp điện cho nhiều động cơ của một doàn tàu người ta cóthể mắc song song nhiều phụ tải (hình 1.5b) hoặc bộ biến đổi xung áp có thể có nhiềumạch nhánh song song (hình 1.5b), và trong trường hợp này có bộ biến đổi xung ápcong được gọi bộ biến đổi xung áp nhiều pha, so với các bộ biến đổi xung áp nêu trênhình (hình 1.3 và 1.4)

Hình 1.3 Bộ biến đổi xung áp nối tiếp: a, b, c, d

Hình 1.4 Bộ biến đổi xung áp song song: a và b

Do cách ghép nối khác nhau để nhận được những đặc tính mong muốn, bộ biến đổixung áp còn có những tên gọi khác nhau tuỳ thuộc vào các đặc điểm phân loại đã nếu

trên

Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc bộ biến đổi xung áp với các mạch phụ tải mắc song song

Hình 1.6 Bộ biến đổi xung áp có đảo chiều

1.1.4 Sơ đồ cấu trúc

Cấu trúc của bộ biến đổi xung áp một chiều thường có dạng như ở hình1.7

Hình 1.7

II.Tính chọn mạch lực và các thiết bị liên quan

2.1 Tính chọn động cơ một chiều

Để thiết kế hệ truyền động phù hợp với yêu cầu người ta đưa ra nhiều phương án khác nhau, rồi sau đó so sánh các phương án trên phương diện kinh tế và kỹ thuật để chọn ra phương án tối ưu

Đây là động cơ sử dụng năng lượng điện 1 chiều.Gồm động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập,kích từ nối tiếp và kích từ hỗn hợp

Với động cơ 1 chiều kích từ hỗn hợp là lọai động cơ có kết cấu phức tạp,giá thành cao nên ta loại bỏ vì không phù hợp chỉ tiêu kinh tế

2.1.1 Động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp

Ta thấy loại này có cuộn kích từ nối tiếp với phần ứng động cơ nên dòng kích từ chính là dòng phần ứng động cơ

Do vậy khi Iư biến đổi thì từ thông ɸ cũng biến đổi sẽ gây ra hiện tượng từ dư (tổn thất phụ) lớn

Do vậy, động cơ này không phù hợp với yêu cầu

2.1.2 Động cơ 1 chiều kích từ độc lập

Do mạch kích từ nằm độc lập với mạch phần ứng nên từ thông kích từ ɸ = const khi tải thay đổi

Phương trình đặc tính cơ:

w = U/(K ɸ) – RI/(K ɸ) = U/(K ɸ) – RM(K ɸ)2

Vì ɸ = const nên quan hệ w(M) là quan hệ đường thẳng Độ cứng đặc tính

cơ:

β = - (Kɸ)2/R = const

Đặc tính động cơ một chiều kích từ độc lập

Nhận xét: Loại động cơ này cho phép quá tải lớn, dải điều chỉnh rộng và

dễ điều chỉnh Từ phương trình đặc tính cơ cho thấy loại động cơ này có thể điều

chỉnh tốc độ tới 3 cách là điêù chỉnh Uư, Rf, và ik

Tính chọn van bán dẫn công suất

Lúc đó dòng chạy qua van cần chọn :

Iđmv = Ki /Imax = 6/0.5 = 12(A)

Qua các biểu đồ ta thấy : Điện áp ngược cực đại đặt trên mỗi van ( bỏ qua sụt áp trên mỗi van là U = 400V

Chọn hệ số quá điện áp Ku= 2.5Ungv= 2.5.400 = 1000(V)

Chọn 4 diode loại CR20-100 có các thông số sau

Trong đó :

Imax :dòng điện làm việc cực đại cho phép qua van

Ungv : điện áp ngược cực đại cho phép đặt lên van

Ipik : đỉnh xung dòng điện

ΔU :tổn hao điện áp ở trạng thái mở của Diode

Ith : dòng điện thử cực đại

Ir :dòng điện rò ở nhiệt độ 250 C

Tcp : nhiệt độ cho phép làm việc

-Tính chọn IGBTTính dòng trung bình chạy qua van:

Qua phân tích các mạch lực trên ta thấy:

Dòng điện trung bình chạy qua van lμ : IS =γ It

Với giá trị dòng điện định mức động cơ là Itđm =6(A)

+ Chọn chế độ làm mát là van có cánh toả nhiệt với đủ diện tích bề mặt vàcó

quạt thông gió, khi đó dòng điện làm việc cho phép chạy qua van lên tới 50 % Idm

.Lúc đó dòng điện qua van cần chọn :

Iđmv = Ki / Imax =6/0.5=12(A)

Qua các biểu đồ ta thấy :Điện áp ngược cực đại đặt lên mỗi van (bỏ qua sụt áp trên các van ) là Ungmax=E=400(V)

(V).Từ các tính toán trên ta chọn 4 van IGBT …có các thông số sau

ỈG4PH30

Tính chọn Điôt mạch chỉnh lưu

Tính chọn dựa vào các yếu tố cơ bản dòng tải ,điều kiện toả nhiệt ,điện áplàm việc, các thông số cơ bản của van được tính như sau :

+) Điện áp ngược lớn nhất mà Diode phải chịu :

Unmax=Knv.U2 =418,88 (V)

Điện áp ngược của van cần chọn :

Unv = KdtU Un max =2,5 418,88 = 1047,20

Trong đó :KdtU - hệ số dự trữ điện áp ,chọn KdtU =2,5

+) Dòng làm việc của van được tính theo dòng hiệu dụng :Ilv =3,46 (A)

(Do trong sơ đồ cầu 3 pha ,hệ số dòng hiệu dụng :Khd =0,57)

Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh toả nhiệt và đầy đủ diện tích toả nhiệt ; Không có quạt đối lưu không khí ,với điều kiện đó dòng định mứccủa van cần chọn :

Iđm =Ki Ilv =3,2 3,46 = 11,07 (A)

(Ki là hệ số dự trữ dòng điện và chọn Ki =3,2)từ các thông số Unv ,Iđmv ta chọn 6 Diodeloại SKR20/12 do nhà sản xuấtIR sản xuất có các thông số sau :

Điện áp ngược cực đại của van : Un = 1200 (V)

Dòng điện định mức của van : Iđm =20 (A)

Dòng điện thử cực đại : Ith =60 (A)

Dòng điện rò : Ir =4 (mA)

Sụt áp lớn nhất của Diode ở trạng thái dẫn là : ΔU = 1,55 (V)

Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép :Tmax=1800C

III Thiết kế mô phỏng mạch điều khiển cho bộ xung áp

3.1.Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển

* Yêu cầu chung của mạch điều khiển

Mạch điều khiển điều kh iển băm xung áp một ch iều cần đư ợc xây dựn gtheo các nguyên tắc và yêu cầu sau:

-Tạo được xung mở IGBT có biên độ điện áp là +15V, độ rộng theo yêu cầu điều khiển

-Tạo được xung khóa IGBT có biên độ điện áp là -5V, độ rộng theo yêu cầu.-Tạo được 2 kênh điều khiển 2 nhóm van IGBT theo luật điều khiển đối xứng

- Đảm bảo các van đóng, mở an toàn tức là nhóm van này khóa chắc chắnthì nhóm van

- T ầ n s ố l à m v i ệ c c ủ a m ạ c h đ i ề u k h i ể n l à 2 k H z

Sơ đồ

*Khâu tạo điện áp tam giác

Để mạch điều khiển hoạt động tốt với luật điều khiển đối xứn g tachọn phương pháp tạo điện áp tựa là điện áp tam giác bằng tích phân sóng vuông

Giải thíc nguyên tắc hoạt động

Khuếch thuật toán U1 có hồi tiếp dương bằng điện trở R1, đầu ra có t r ị s ố

đ i ệ n á p b ã o h ò a v à d ấ u p h ụ t h u ộ c h i ệ u đ i ệ n á p h a i c ổ n g ( + ) v à( - ) Đầu vào (+) có 2 tín hiệu, một tín hiệu không đổi lấy từ đầu ra của U1, mộttín hiệubiến thiên lấy từ đầu ra của khuếch thuật toán U2 Điện áp chuẩn so sánh để quyếtđịnh đổi dấu điện áp ra của U1 là trung tính vào (-) Giả sửđầu ra của U1 âm,khuếch thuật toán U2 tích phân đảo dấu cho điện áp cósườn đi lên của điện

áp tựa Điện áp vào của (+) lấy từ R1 và R2, hai điện áp này trái dấu nhau Điện

áp vào qua R2 biến thiên theo đường nạp của tụ,còn điện áp vào qua R1 không đổi,tới khi nào U(+) = 0 thì đầu ra của U1 đổi dấu thành dương Chu kỳ điện áp của U1

cứ luân phiên đổi dấu như vậycho ta điện áp tựa như có dạng tam giác như hình vẽ.Tần

số của điện áp tựa được tính dựa vào công thức sau

F = 1/(4.R3C1R1/R2)

D o t ầ n s ố l à m v i ệ c y ê u c ầ u c ủ a m ạ c h đ i ề u k h i ể n l à 2 k H z n ê n t ầ n s ố

l à k h u ế c h t h u ậ t t o á n k h ô n g t h ể c h ọ n l o ạ i b ì n h t h ư ờ n g m à t a p h ả i chọnloại có tốc độ làm việc nhanh.

Giải thích nguyên tắc hoạt động

Việc thay đổi giá trị điện áp điều khiển quyết định hệ số γ của mạch điều khiển xung áp

-Khi Uđk=0 thì γ=0.5

-Khi Uđk=Uđỉnh thì γ=1

-Khi Uđk= - Uđỉnh thì γ=0

Do điện áp tựa có dạng tuyến tính nên việc điều chỉnh tốc độ động cơ một cách tuyến tínhvới phạm vi 25:1 có thể đưa về việc điều chỉnh điện ápđiều khiển tuyến tính trong phạm

Sai số 1,5 %

Các tụ C1 C2 C3 có tác dụn ổn áp đầu vào và đầu ra để đảm bảo nguồn áp có dạng và giátrị không đổi

Ta chọn C1 = C2 = C3 = 1 (μF)

Điện trở R1 và biến trở R2 được chọn sao cho có thể tạo ra một Uout biếnthiên trong dải

từ 1.25 đến 1.25*25=31.25 (V) Điện áp này được lấy ra phùhợp với điện áp tựa trong bộ

so sánh nhờ vào 2 điện trở R3, R4 mắc nối tiếp như sau

họn R1=0.24kΩ thế thì:

- khi Uout 1.25V thì R2 = 0 kOhm

- khi Uout 31.25V thì R2 = 5760 kOhmnhư vậy ta có thể chọn R2 là loại biến trở 6kΩĐể đưa điện áp điều khiển thích hợp với Utựa tại bộ so sánh ta dùng 2 điệntrở mắc nối tiếp là R3 và R4 Để có thể tận dụng tốt nhất công suất động cơ,thỏa mãn nhu cầu của γ (0.526 < γ < 0.9) đã đặt ra ở phần mạch lực, ta cầntính toán để Uđk như sau:

-Phương trình của Utựa theo thời gian:

khi t=0 → Utựa (0) = 0V

Khi t=T/4 = 0.125ms → Utựa (0.125*10-3) = 10V

-Utựa = 8*104.t (V)

-Phương trình của γ theo thời gian (chỉ mang tính chất toán học):khi t=0 thì Uđk = 0

(Uđk cắt Utựa tại t=0) → γ = 0.5khi t=T/4 = 0.125ms thì Uđk = 10V (Uđk cắt Utựa tại t=0.125ms) → γ= 1

-γ = 0.125*10-3.t + 0.5

-Khi γ = 0.526 thì t=6.5*10-6s → Utựa = 0.52(V) → Uđk = 0.52V

-Khi γ = 0.9 thì t=10-4s → Utựa = 8V → Uđk = 8V.

-Dựa vào kết quả tính toán ở trên, ta cần tìm R3 và R4 sao cho Uđk biến thiên từ 0.52V

»Đảm bảo an toàn cho việc đóng mở các van bán dẫn Với 2 điện ápđ i ề u kh iể n

l ệ ch n h a u cỡ 0 2 V đư a v à o 2 m ạ ch so sá n h t ư ơn g ứ n g 2 k ên h điều khiển

2 nhóm IGBT ta có thể tin tưởng rằng trong toàn bộ quá trìnhhoạt động, nhóm van này khóa chắc chắn thì nhóm van còn lại mới

được phát xung mở Giải pháp này ưu điểm hơn cách sử dụng khâu trễ để đảm bảo an toàn cho các van bán dẫn