Đồ án Thiết kế hệ truyền động cho cơ cấu nâng hạ cầu trục

Đồ án: Thiết kế hệ truyền động cho cấu nâng hạ cầu trục Lời nói đầu Trong ngành công nghiệp nói chung để giải số công việc khó khăn với người việc vận chuyển nguyên vật liệu, hàng hóa nặng nhọc,trong môi trường khắc nghiệt cần đến trợ giúp loại máy móc công nghiệp như: băng tải, cần cẩu, cầu trục Ở học kỳ em giao cho đồ án II với đề tài: “Thiết kế hệ truyền động cho cấu nâng hạ cầu trục” với thông số yêu cầu sau:          Chiều cao nâng: 10 m Tốc độ nâng hạ: 0,35 m/s Trọng lượng tải: 4000 kg Trọng lượng móc câu: 50 kg Đường kính puli: 0,5 m Tỉ số truyền: 50 Hiệu suất truyền: 0,85 Momen quán tính cấu: 0,1kg/𝑚2 Chu kỳ làm việc: 360s Với cố gắng thân bảo tận tình cô Nguyễn Thị Liên Anh, em hoàn thành xong đồ án Dù cố gắng kiến thức thân hạn chế nên tránh khỏi sai xót nên em mong thầy cô bảo thêm Em xin chân thành cảm ơn! Chương Giới thiệu đặc điểm cầu trục 1.Giới thiệu chung Cầu trục kết cấu dầm hộp dàn, đặt xe có cấu nâng Dầm cầu chạy đường ray đặt cao dọc theo nhà xưởng, xe chạy dọc theo dầm cầu trục, nhờ mà di chuyển vật đến vị trí xưởng Cầu trục sử dụng phổ biến nhiều ngành, lĩnh vực khác nhà máy, xí nghiệp, công trường xây dựng, hải cảng Phân loại cầu trục:  Theo tải trọng: - Loại nhẹ: từ đến 10 - Loại trung bình: từ 10 tới 15 - Loại nặng: 15  Theo chế độ làm việc: - Loại nhẹ : hệ số tiếp điện TĐ% = 10 - 15%, số lần đóng máy 60 - Loại trung bình : TĐ=15 - 25 %, số lần đóng máy 120 - Loại nặng : TĐ% = 40 - 60 %, số lần đóng máy >240  Theo chức năng: - Cầu trục vận chuyển : dùng rộng rãi, yêu cầu xác không cao - Cầu trục lắp ráp : phần lớn nằm nhà máy, xí nghiệp , dùng để lắp ráp chi tiết máy móc có yêu cầu độ xác cao 2.Cấu tạo cầu trục Cầu trục cấu tạo phận chính: xe cầu, xe cấu nâng hạ  Xe cầu: có hai dầm khung dầm làm thép, đặt cách khoảng tương ứng với khoảng cách bánh xe xe Hai đầu cầu liên kết khí với hai dầm quay ngang tạo thành khung hình chữ nhật mặt phẳng ngang Các bánh xe cầu trục thiết kế dầm ngang khung hình chữ nhật , tạo điều kiện cho cầu trục chạy dọc suốt phân xưởng  Xe con: thiết bị đặt xe cầu dịch chuyển chiều dài xe cầu  Cơ cấu nâng hạ: đặt xe đóng vai trò nâng hạ hang hóa Nhờ cấu tạo mà cầu trục di chuyển phụ tải theo phương phủ kín mặt nhà xưởng: - Chuyển động dọc theo phân xưởng , nhờ chuyển động xe cầu - Chuyển động ngang theo phân xưởng , nhờ chuyển động xe - Chuyển động theo phương thẳng đứng, nhờ chuyển động cấu nâng hạ 3.Đặc điểm công nghệ yêu cầu truyền động cầu trục Cầu trục làm việc môi trường nặng nề, đặc biệt hải cảng, nhà máy hoá chất, xí nghiệp luyện kim Các khí cụ điện, thiết bị điện hệ truyền động trang bị điện cầu trục phải đảm bảo làm việc tin cậy điều kiện nghiệt ngã môi trường Các cấu truyền động cầu trục thường thay đổi mô men theo tải trọng Nhất cấu nâng hạ , mô men thay đổi rõ rệt Khi tải trọng mô men động không vượt (15 - 20 )% 𝑀đ𝑚 Đối với cấu nâng hạ cầu trục ngoạm đạt tới 50%𝑀đ𝑚 Đối với đông di chuyển xe (30-50)% 𝑀đ𝑚 Đối với động di chuyển xe (30-35 )% 𝑀đ𝑚 , động di chuyển xe cầu (50 - 55 )% 𝑀đ𝑚 Trong hệ truyền động cấu cầu trục yêu cầu trình tăng giảm tốc xảy êm Bởi mô men động trình độ phải hạn chế theo kĩ thuật an toàn Năng suất cầu trục định hai yếu tố : tải trọng thiết bị số chu kì bốc xúc Số lượng hành hoá bốc xúc chu kì không nhỏ tải trọng định mức nên phụ tải với động đạt (60 - 70 )% công suất động Các động truyền động điện làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại có tần số đóng điện lớn Đa số cầu trục làm việc điều kiện môi trường nặng nề, chế độ độ xảy nhanh mở máy , hãm đảo chiều Chế độ làm việc cấu cầu trục đươc xác định từ yêu cầu công nghệ , chức cầu trục dây chuyền sản xuất Cấu tạo kết cấu cầu trục đa dạng Khi thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển hệ thống truyền động điện phải phù hợp với loại cụ thể Từ đặc điểm ta có yêu cầu với hệ thống truyền động cho cấu cầu trục sau: - Sơ đồ cấu trúc hệ điều khiển tự động đơn giản - Các phần tử cấu thành có độ tin cậy cao, đơn giản cấu tạo, thay dễ dàng - Trong sơ đồ điều khiển phải có mạch bảo vệ điện áp không, tải ngắn mạch - Quá trình mở máy diễn theo quy luật định sẵn - Sơ đồ điều khiển cho động riêng biệt,độc lập - Có công tắc hành trình hạn chế trình tiến,lùi cho xe cẩu , xe hạn chế hành trình lên xuống cấu nâng hạ - Đảm bảo hạ hàng tốc độ thấp - Tự động cắt nguồn cấp có người làm việc xe cầu 4.Đặc điểm cấu nâng hạ cầu trục Momen cản cấu không đổi độ lớn chiều chiều quay động thay đổi Nói cách khác, momen cản cấu nâng hạ thuộc loại momen cản năng, có đặc tính Mc = constant không phụ thuộc vào chiều quay Điều giải thích dễ dàng momen cấu trọng lực tải gây Khi nâng tải, momen có tác dụng cản trở chuyển động, tức hướng ngược chiều quay Khi hạ tải, momen lại momen gây chuyển động, tức hướng theo chiều quay động Dạng đặc tính cấu nâng hạ sau: Khi nâng tải động làm việc chế độ động Khi hạ tải có hai chế độ: hạ động lực hạ hãm - Hạ động lực thực tải trọng nhỏ, mômen tải trọng gây không đủ để thắng mômen ma sát cấu Máy điện làm việc chế độ động - Hạ hãm thực tải trọng lớn, mômen tải trọng gây lớn Máy điện phải làm việc chế độ hãm để giữ cho tải trọng hạ với tốc độ ổn định Đặc điểm hệ truyền động cấu nâng hạ: làm việc chế độ ngăn hạn lặp lại, thường xuyên phải dừng máy không đòi hỏi đảo chiều mà thường có trễ sau thời gian định Chương Lựa chọn phương án truyền động 1.Lựa chọn loại động 1.1.Động điện xoay chiều không đồng - Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, đặc biệt động rôto lồng sóc; so với động chiều động không đồng có giá thành hạ, vận hành tin cậy, chắn Ngoài động không đồng dùng trực tiếp lưới điện xoay chiều ba pha nên không cần trang bị thêm thiết bị biến đổi kèm theo - Nhược điểm: điều chỉnh tốc độ khống chế trình độ khó khăn; riêng với động rôto lồng sóc có tiêu khởi động xấu so với động điện chiều 1.2.Động điện chiều - Ưu điểm: khả chịu tải lớn, có khả điều chỉnh tốc độ dễ dàng, cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao dải điều chỉnh tốc độ rộng - Nhược điểm: so với động không đồng để chế tạo động điện chiều cỡ giá thành đắt hơn, cấu tạo có hệ thống chổi than cổ góp nên việc bảo dưỡng phải thường xuyên *Kết luận: qua phân tích so sánh em chọn phương án sử dụng động điện chiều ưu điểm bật việc điều chỉnh tốc độ, khả chịu tải 2.Tính chọn công suất động 2.1.Xác định phụ tải tĩnh - nâng có tải: Mn1 = (4000 + 50) 0,25.9,81 G + G0 Rt = = 233,7 (N m) u i μc 1.50.0,85 - nâng không tải: Mn0 = G0 50.0,25.9,81 Rt = = 2,89 (N m) u i μc 1.50.0,85 - hạ có tải: (G + G0 )R t (4000 + 50) 0,25.9,81 1 (2 − ) = (2 − ) u i μc 1.50 0.85 = 163,6(N m) Mh1 = - hạ không tải: Mh0 = G0 R t 50.0,25.9,81 (2 − ) = (2 − ) = 2,02 (N m) u i μc 1.50 0.85 Ta có tốc độ nâng hạ 0.35m/s nên tổng thời gian làm việc là: h 4.10 = 114.3 (s) ∑ t i = = v 0.35 -momen đẳng trị: ∑ni Mi2 t i (233,72 + 2,892 + 163,62 + 2,022 )28.6 Mđt = √ =√ = 142,65 (N m) ∑ ti 114,3 2.2.Xác định hệ số tiếp điện 𝜺% Hệ số tiếp điện tương đối: ε% = ∑ Tlvi 114,3 = = 23% Tck 500 2.3 Lựa chọn động Tốc độ góc động cơ: 𝜔= 2𝑣 2.0,35 𝑖= 50 = 70 (𝑟𝑎𝑑/𝑠) 𝐷 0.5 Tốc độ quay động cơ: n= ω 70 60 = 60 = 668,45 (vg/ph) 2π 2π Công suất động cơ: Ptt = Mđt ω = 142,65.70 = 9986 (W) Ta chọn động có công suất: Pđm ≥ 1,3 Ptt = 1,3.9986 = 12981,8 (W) Từ số liệu tính toán,tra bảng phụ lục sách “Các đặc tính động truyền động điện-Bùi Đình Tiếu” chọn động kích từ song song kiểu Mπ − 42 với số liệu sau: Uđm=220 (V) Pđm= 16 (kW) Iđm = 84 (A) n= 700 (vg/ph) ε% = 25% rư + rcp = 0,168 (Ω) rcks = 81 (Ω) Dòng điện định mức cuộn kích từ song song: 1,97 (A) 3.Chọn phương án truyền động Trong phạm vi đồ án em sử dụng hệ truyền động chỉnh lưu tiristor-động chiều T-Đ ưu điểm bật nó: mạch lực đơn giản, kích thước gọn nhẹ, tác động nhanh, không gây ồn dễ tự động hóa van bán dẫn có hệ số khuyếch đại công suất cao, điều thuận tiện cho việc thiết lập hệ tự động điều chỉnh để nâng cao chất lượng tĩnh động hệ thống 3.1.Chỉnh lưu cầu pha Đồ thị áp-dòng tương ứng với trường hợp tải RL RLE chế độ dòng tải liên tục Để đưa dòng điện tải cần có hai van dẫn xung điều khiển phải đưa tới hai van thời điểm để T1 dẫn với T2; T3 dẫn với T4 Khi van T1,T2 dẫn có dòng id chảy qua tải chưa kịp tắt van T3,T4 phát xung mở trở lại dòng tải liên tục Coi điện cảm L đủ lớn để dòng điện id có độ gợn sóng không đáng kể, nên id =Id giá trị không đổi +Ưu điểm: không cần sử dụng máy biến áp, điện áp tải phù hợp với cấp điện áp nguồn xoay chiều mắc trực tiếp mạch chỉnh lưu vào lưới điện +Nhược điểm: có hai van tham gia dẫn dòng, có sụt áp hai van gây ra, khiến cho mạch cầu không thích hợp với chỉnh lưu điện áp thấp 10V dòng tải lớn 3.2.Chỉnh lưu ba pha hình tia Đồ thị áp-dòng tương ứng với trường hợp tải RL RLE chế độ dòng tải liên tục Điểm tính góc điều khiển điểm qua mà chậm pha góc 30° điện, tương ứng với điểm giao điện áp nguồn Xung điều khiển van lệch phần ba chu kỳ, tức 120° điện Với điện cảm L đủ lớn coi id = Id giá trị không đổi Dạng điện áp ud điện áp phía nguồn có van dẫn Giá trị điện áp Udα tuân theo qui luật: Udα = Ud0 cosα với Ud0 = 1,17U2 +Ưu điểm: sụt áp mạch van nhỏ dòng chạy qua van, sử dụng nguồn ba pha nên cho phép nâng công suất tải lên nhiều mặt khác độ đập mạch điện áp sau mạch chỉnh lưu giảm đáng kể nên kích thước lọc nhỏ +Nhược điểm: cần có biến áp nguồn để có điểm trung tính đưa tải, mà công suất biến áp lớn công suất chiều 1,35 lần 10 Lấy khoảng cách hai lớp dây quấn ∆𝑙𝑑 = 𝑚𝑚 độ dày cuộn dây là: ∆𝑐𝑑 = 𝑛(𝑑 + ∆𝑙𝑑 ) = 6(0,41 + 0,1) = 3,1 (𝑐𝑚) Độ dày cuộn dây nhỏ kích thước cửa sổ nên thỏa mãn  Kiểm tra chênh lệch nhiệt độ Tổn thất dây quấn đồng: 1,02Δ𝑈𝑚 𝐼𝑑 1,02.13,2.84 𝑃𝐶𝑢 = = = 1042,8 𝑊 + 4,26 10−3 (𝑇𝑚𝑡 − 20) + 4,26 10−3 (50 − 20) Tổng diện tích bề mặt cuộn dây: 𝑆𝐶𝑢 = 2ℎ𝑠𝑑 (𝑎 + 𝑏 + 𝜋 ∆𝑐𝑑 ) + 1,4 ∆𝑐𝑑 (𝜋 ∆𝑐𝑑 + 𝑎) =2.26(9+10,8+ 3,1𝜋)+1,4.3,1(3,1 𝜋+2.9) =1656,4 (𝑐𝑚2 ) Hệ số phát nhiệt 𝛼: 6 𝑤 𝛼 = 1,03 10−3 √ = 1,03 10−3 √ = 0,78 10−3 ( ) ℎ𝑠𝑑 26 ℃ 𝑐𝑚2 Độ chênh lệch nhiệt độ: 𝑃𝐶𝑢 1042,8 Δ𝑇 = = = 807,1 (℃) 𝛼𝑆𝐶𝑢 0,78 10−3 1656,4 Độ chênh mức cho phép nên cần khắc phục cách làm mát cưỡng bức, đồng thời kích thước cửa sổ rộng nên tăng khoảng cách lớp dây quấn để tăng bề mặt thoát nhiệt cuộn dây 5.Tính toán bảo vệ mạch lực Trong chỉnh lưu, phần tử khả chịu biến động mạnh điện áp dòng điện van bán dẫn Vì việc bảo vệ mạch lực chủ yếu bảo vệ van bán dẫn khỏi hai trạng thái: dòng điện áp 5.1.Bảo vệ dòng Có hai kiểu bảo vệ dòng bảo vệ qua dòng ngắn hạn bảo vệ dòng lâu dài Với tiristor cần phải bảo vệ tốc độ tăng dòng cho phép di/dt đặc điểm tiristor bắt đầu dẫn không cho phép dòng qua tăng nhanh vượt giới hạn cho phép ,nếu không van bị đánh thủng Để bảo vệ phải có điện cảm phía xoay chiều nhằm hạn chế tốc độ tăng dòng Bộ chỉnh lưu sử dụng có 26 biến áp lực nên than điện cảm cuộn dây biến áp đẫ giữu vai trò bảo vệ điện cảm không cần quan tâm đến vấn đề Bảo vệ dòng lâu dài: van chịu dòng khả không lớn song lại lâu dài van bị nóng mức hỏng bị phá hủy nhiệt Điều xảy trường hợp đấu song song nhiều van loại để tăng dòng tổng, nhiên đặc tính VA van khác dẫn đến phân dòng cho van không đều, có van chịu dòng lớn tính toán Tuy nhiên sơ đồ mạch lực không sử dụng kiểu đấu song song nhiều van nên không cần phải xét trường hợp Bảo vệ dòng điện ngắn hạn: mạch có cố, dòng điện qua van mạch lực tăng nhanh thường kéo dài cỡ 10ms phần tử bảo vệ tác động Do cần phải có phần tử bảo vệ tác động kịp thời Ở em lựa chọn cầu chì tác động nhanh có thông số: Icc = 1,1 IV = 1,1.40 = 44 (A) Tra phụ lục sách “Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất-Phạm Quốc Hải” chọn cầu chì loại: 6,600 CP URC 14-51/50 có Iđm = 50 𝐴 5.2.Bảo vệ điện áp 5.2.1.Các nguyên nhân gây áp Quá áp gây hỏng van có hai dạng: áp biên độ vượt trị số cho phép van tốc độ tăng điện áp thuận đặt lên van Các nguyên nhân gây áp:  Quá áp từ lưới điện đưa tới Đây áp như: sét đánh vào đường dây điện, đóng ngắt phụ tải chung nguồn với chỉnh lưu  Quá áp đóng ngắt khối chức thân chỉnh lưu  Quá áp tượng chuyển mạch van làm việc Loại mang tính chất chu kỳ, thương xuyên gắn liền với hoạt động mạch chỉnh lưu, hai loại thường mang tính ngẫu nhiên 5.2.2.Các biện pháp bảo vệ áp +Bảo vệ áp phía nguồn xoay chiều gây 27 Tốt sử dụng phần tử bảo vệ chế tạo cho việc chống áp lưới điện varistor Tra phụ lục sách “Hướng dẫn thiết kế điện tử công suấtPhạm Quốc Hải” chọn loại varistor Z380LP có thông số: Uđm = 420 VAC, Ubảo vệ max =530 V +Bảo vệ xung áp van Biện pháp bảo vệ thông dụng dùng mạch RC mắc song song với van Chọn giá trị RC theo kinh nghiệm thực tế: điện trở nằm khoảng chục đến 100Ω, tụ điện từ 0,1 đến 𝜇𝐹 (van lớn tụ lớn trở nhỏ đi) Chọn: R=80 Ω ; C=0,6 𝜇𝐹 28 Chương Mạch điều khiển Tiristor 1.Khái quát chung Để tiristor chỉnh lưu mở thời điểm cần phải có hai điều kiện: - Phải có điện áp thuân đặt lên van - Trên cực điều khiển katốt van phải có tín hiệu điều khiển Để có hệ thống tín hiệu điều khiển xuất theo yêu cầu cần sử dụng mạch điều khiển để tạo tín hiệu Do đặc điểm van (tiristor) mở việc hay tín hiệu điều khiển không ảnh hưởng đến dòng qua van Vì để hạn chế công suất mạch điều khiển giảm tổn thất vùng điện cực điều khiển người ta thường tạo tín hiệu điều khiển dạng xung Chức mạch điều khiển: - Tạo xung đủ điều kiện: công suất, biên độ, thời gian tồn đủ để mở van - Điều chỉnh thời điểm phát xung điều khiển - Phân phối xung cho kênh điều khiển theo quy luật yêu cầu 2.Nguyên tắc điều khiển Sử dụng nguyên tắc điều khiển dọc Khâu Utựa tạo điện áp tựa có dạng cố định (thường có dạng cưa) theo chu kỳ nhịp đồng Udb Khâu so sánh SS xác định điểm cân hai điện áp Utựa Uđk để phát động khâu tạo xung TX Như theo nguyên tắc thời điểm phát xung mở van hay góc điều khiển thay đổi thay đổi trị số Uđk 29 3.Các khâu mạch điều khiển 3.1.Khâu đồng Khâu có hai chức năng: Đảm bảo quan hệ góc pha cố định với điện áp van lực nhằm xác định điểm gốc để tính góc điều khiển 𝛼 Ở ta sử dụng máy biến áp, điện áp sơ cấp điện áp dây (ví dụ với điện áp dây AC) nên điểm qua điện áp đồng vào điểm cắt hai điện áp pha A pha C, mà điểm tương ứng với góc 𝛼=0° tiristor T1 30 Hình thành điện áp có dạng phù hợp làm xung nhịp cho hoạt động khâu tạo điện áp tựa phía sau Ở sử dụng xung nhịp đồng hai nửa chu kỳ, mạch kết hợp chỉnh lưu với khuyếch đại thuật toán Điện áp chỉnh lưu đưa đến cửa (+) OA để so sánh với điện áp ngưỡng Ung lấy từ biến trở P1, điện áp đồng tuân theo quan hệ sau: Udb = A0 (U + − U − ) = A0 (Ucl − Ung ) Do đó: -nếu Ucl > Ung Udb dương điện áp bão hòa OA: Udb =+Ubh -nếu Ucl < Ung Udb =-Ubh 3.2.Khâu tạo điện áp tựa Sử dụng khuyếch đại thuật toán tạo điện áp tựa dạng cưa tuyến tính hai nửa chu kỳ Ở nửa chu kỳ Udb bão hòa âm diod D9 dẫn Do cửa (+) OA nối đất nên điện cửa (-) không Do UC1 = Urc ,UR5 = Udb Thông thường mạch thiết kế với R5 Udk Uss = −Ubh - Khi Urc < Udk Uss = +Ubh Việc nối thêm nguồn (-E) nhằm mục đích tạo Urc (−) có sườn xung xuống qua điểm 0V thời điểm: π/2 + k𝜋 (k số nguyên) Khi với Udk =0V góc điều khiển 𝛼 = 90° nên trị số trung bình điện áp chỉnh lưu: Ud =0 V 32 3.4.Khâu tạo xung chùm Nguyên lý hoạt động mạch sau: giả sử thời điểm 0, điện áp OA đạt giá trị cực đại Udd =+E Thông qua mạch phản hồi 𝑅12 , 𝑅13 đầu vào “+” OA có tìn hiệu phản hồi :+U0 = E R12 +R13 R13 , trì cho OA nằm chế độ bõa hòa dương Lúc tụ C nạp thông qua điện trở 𝑅11 Khi t=𝑡1 , điện áp Uc đạt giá trị U0 , khuyếch đại thuật toán lật trạng thái Udd =-E Ở thời điểm t=𝑡2 , UC = −U0 , OA lại lật trạng thái Udd = +E, sau trình lại lặp lại Thời gian phóng tụ C: 𝑡𝑥 = 𝑅11 C2 ln( 𝐸 + U0 ) E − U0 Thay U0 vào biểu thức ta có: 𝑡𝑥 = 2R11 C2 ln(1+2R12 /R13 ) Do chu kỳ dao động là: T=2.𝑡𝑥 = 2R11 C2 ln(1+2R12 /R13 ) 33 3.5.Khâu tách xung Trong mạch xét điện áp tựa tạo hai nửa chu kỳ mạch Lúc khâu so sánh xác định góc điều khiển cho hai van thuộc pha mạch lực, van làm việc nửa chu kỳ dương, van làm việc nửa chu kỳ âm Như sau khâu tạo dạng xung ta nhận hai xung điều khiển chu kỳ điện áp xoay chiều van nhận hai xung điều khiển hai nửa chu kỳ Điều thực không mong muốn Để tránh điều cần có thêm khâu tách xung, lúc van lực nhận xung điều khiển điện áp dương Mạch tách xung OA có độ xác cao đảm bảo tính tách xung cho toàn nửa chu kỳ Dạng điện áp tách xung thể hình vẽ tương ứng với nửa chu kỳ dương, âm điện áp xoay chiều 3.6 Khâu khuếch đại Sử dụng khuếch đại xung ghép biến áp xung, phương pháp ghép thông dụng dễ dàng cách ly điều khiển lực, nhiên tính chất vi phân biến áp nên không cho phép truyền xung rộng vài mili giây Chính tính chất mà người ta phải truyền xung rộng dạng xung chum để biến áp xung hoạt động bình thường 34 Khâu khuếch đại xung có nhiệm vụ tăng công suất xung khâu tạo dạng xung hình thành đến mức đủ mạnh để mở van lực Đa số tiristor mở chắn xung điều khiển có UGK = (5 ÷ 10) V; IG = (0,3 ÷ 1) A thời gian cỡ 100 micrô giây Đầu khâu khuếch đại xung nối với cực G-K tiristor, đầu vào nối với khối tạo dạng xung Do xét sơ hệ số khuếch đại công suất: KP = KU KI Hệ số khuếch đại điện áp K U : tầng khuếch đại xung làm việc trạng thái khóa, điện áp tải đạt trị số nguồn công suất Ecs cung cấp cho khâu khuếch đại xung Nguồn Ecs chọn có trị số 10 V (trong phạm vi từ 15 V đến 30 V), đồng thời biển độ điện áp xung vào nguồn điều khiển định chọn 10 V Như coi hệ số K U ≈ Nhiệm vụ thực chất khâu khuếch đại xung khuếch đại công suất K I lớn Hệ số khuếch đại dòng điện 𝐾𝐼 thường nằm khoảng (100÷ 200) mà transistor thông dụng thích hợp có hệ số khuyếch đại 100 nên KĐX thường gồm hai tầng khuyếch đại 4.Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển 35 36 37 *Nguyên lý hoạt động: (xét với pha A, pha khác tương tự) Điện áp sơ cấp máy biến điện áp dây AC nên tạo điện áp thứ cấp điện áp đồng có điểm qua vào điểm cắt hai điện áp pha A pha C, mà điểm tương ứng với góc 𝛼=0° tiristor T1 Điện áp đồng chỉnh lưu đưa vào cực không đảo OA1 so sánh với điện áp đặt vào cực đảo từ tạo điện áp Udb có dạng xung vuông : Ucl > Ung Udb =+Ubh Ucl < Ung Udb =-Ubh 38 Khi Udb bão hòa âm D9 dẫn, tụ C1 nạp điên, Udb dương D9 khóa tụ C1 phóng điện Dựa vào phóng nạp tụ tạo xung cưa vào cực đảo OA5, cực đảo OA5 lại mắc với nguồn –E thông qua R9 biến trở P2 Hai tín hiệu cộng với tạo thành Urc− vào cổng đảo OA5 Còn cổng không đảo nối với tín hiệu điều khiển Udk OA5 so sánh hai tín hiệu cho xung vuông Uss Tín hiệu Uss , Udd (được tạo từ khâu tạo xung chùm) Utx (gồm Utx1 Utx2 phụ thuộc vào nửa chu kỳ âm dương Udb ) vào chân cổng logic AND trạng thái, IC logic làm việc với nguồn cực tính nên cần phải chặn xung âm đưa vào IC nhờ mạch ghép nối điện trở-diôt Các tín hiệu Các tín hiệu Uss Utx phải có điện áp mức cao tương ứng với mức logic “1” xung từ dao động tần số cao qua mạch AND để tới khâu khuếch đại xung Xung chùm khỏi cổng logic AND xung có công suất thấp, cần phải qua khâu khuếch đại xung để tạo xung đủ yêu cầu để kích mở tiristor Xung chùm Uxc1 qua khâu khuếch đại kích mở tiristor T1, Uxc2 qua khâu khuếch đại kích mở tiristor T4 39 Tài liệu tham khảo Hướng dẫn thiết kế điện tử công suất – Phạm Quốc Hải – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Cơ sở truyền động điện – Bùi Quốc Khánh – Nguyễn Văn Liễn – Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trang bị điện-điện tử máy công nghiệp dùng chung – Vũ Quang Hồi – Nguyễn Văn Chất – Nguyễn Thị Liên Anh Điện tử công suất – Võ Minh Chính – Phạm Quốc Hải – Trần Trọng Minh 40