Hệ thống cầu trục và các thiết bị điều khiển

Các thiết bị điều khiển hệ thống cầu trục hiện nay:Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng. Hệ thống này tạo ra các xung điều khiển nhờ việc so sánh giữa điện áp tựa hình răng cưa thay đổi theo chu kỳ điện áp lưới và có thời điểm xuất hiện phù hợp với góc pha của lưới với điện áp điều khiển một chiều thay đổi được.

Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng Hệ thống tạo xung điều khiển nhờ việc so sánh điện áp tựa hình cưa thay đổi theo chu kỳ điện áp lưới có thời điểm xuất phù hợp với góc pha lưới với điện áp điều khiển chiều thay đổi Hình Sơ đồ khối mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng + Khối 1: Khối đồng hóa phát điện áp cưa (ĐBH - FXRC) + Khối 2: Khối so sánh (SS) + Khối 3: Khối tạo xung (TX) Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Khối đồng hóa phát xung cưa (ĐBH- FXRC) Mạch phát xung cưa đảm nhận chức tạo điện áp tựa có dạng hình cưa biến đổi cách chu kỳ trùng với chu kỳ xung đầu mạch phát xung Điện áp cưa để điều khiển mạch phát xung cho mạch phát hệ thống xung điều khiển xuất lặp lặp lại với chu kỳ chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu Để tạo điện áp cưa phù hợp tần số góc pha nguồn xoay chiều cung cấp cho chỉnh lưu tốt sử dụng sơ đồ điều khiển điện áp biến thiên tần số, dạng bất kỳ Mạch đồng hóa (ĐBH) đảm bảo điều kiện chức tạo điện áp điều khiển nói 1.1 Mạch đồng hóa Mạch đồng hóa sử dụng máy biến áp đồng (BAĐ) để tạo điện áp đồng pha với pha nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu) Sơ đồ nguyên lý mạch đồng hóa Hình mạch đồng hoá giản đồ điện áp Với việc sử dụng biến áp đồng (BAĐ) có tổ nối dây Y/Y nên điện áp đồng (Uđb) lấy phía thứ cấp BAĐ hồn tồn trùng pha với pha điện áp nguồn điện xoay chiều cung cấp cho chỉnh lưu Điện áp đồng (U đb) dịch chậm pha góc 300 điện mạch tụ điện điện trở R - C gọi mạch dịch pha Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống 1.2 Mạch tạo xung cưa Hình mạch tạo xung hình chữ nhật phát xung cưa Mạch tạo xung cưa sử dụng mạch gồm: Vi mạch KĐTT( khuếch đại thuật toán) IC1 mắc kết hợp với phần tử chức (tụ điện, điện trở) theo sơ đồ mạch tích phân Mạch tích phân có sử dụng khóa khống chế Tranzitor Khâu so sánh Để tạo hệ thống xung xuất cách chu kỳ với chu kỳ chu kỳ điện áp cưa (cũng chu kỳ nguồn xoay chiều xung, ta sử dụng mạch so sánh Có nhiều mạch khác để thực khâu so sánh phổ biến sơ đồ so sánh dùng Tranzitor dùng khuếch đại thuật toán vi mạch điện tử Trong sơ đồ mạch so sánh thường có hai tín hiệu vào điện áp tựa có dạng cưa (Ur), điện áp điều khiển (Uđk) tín hiệu điện áp chiều thay đổi biên độ Hai điện áp U r Uđk đưa vào mạch cho tác dụng chúng đầu vào khâu so sánh ngược chiều Có hai mạch nối Ur Uđk đầu vào mạch so sánh sau: Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Hình sơ đồ mạch so sánh Dùng vi mạch cho phép xác định góc  xác vi mạch có hệ số khuyếch đại lớn bão hồ nhanh Hình Sơ đồ mạch so sánh dùng vi mạch + Điện áp cưa Urc lấy từ đầu phát sóng cưa + Điện áp điều khiển Uđk lấy từ đầu khuyếch đại trung gian đặt R + Điện áp chuyển dịch U0 đặt R10 để chuyển dịch điện áp cưa cho Uđk = xung điều khiển phát với giá trị góc điều khiển 900 với: U0 = 0,5.Urcmax + Như điện áp vào khối so sánh Uv = Urc Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Khâu tạo xung: 3.1 Mạch sửa xung: Hình Sơ đồ mạch sửa xung Điện áp đầu vào điện áp (xung) đầu khâu so sánh (điểm E) có hai mức bão hòa dương âm mạch sửa xung hai phần tử C R11 định độ dài xung (Ura) 3.2 Mạch chia xung Trong chu kỳ điện áp đồng bộ, kênh phát xung điều khiển tạo xung ứng với nửa chu kỳ điện áp đồng Hai xung lệch 1800 độ điện Mỗi xung sử dụng để điều khiển riêng Tiristor sơ đồ chỉnh lưu cầu pha Như ta cần phải tách riêng xung kênh phát xung Để thực mạch tách mạch phát xung điều khiển, ta sử dụng mạch chia xung gồm phần tử logic "và" (AND) Tín hiệu đầu (Y) phần tử AND nhận mức tín hiệu logic theo phần tử trạng thái Y = X1.X2 Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Hình Sơ đồ mạch chia xung 3.3 Mạch gửi xung Hình Sơ đồ mạch gửi xung + Mạch gửi xung sử dụng phần tử diơt làm việc theo phương trình trạng thái: Ura = Uv1 + Uv2 với Uv1 Uv2 tín hiệu đầu vào có mức logic logic (Uv1, Uv2 mức logic đầu vào) Đầu mạch gửi xung đưa tới đầu vào mạch khuếch đại xung Với việc thực mạch gửi xung đảm bảo khởi động sơ đồ chỉnh lưu cách chắn mà không cần thiết phải kéo dài xung điều khiển 3.4 Mạch khuếch đại xung + Để khuếch đại công suất xung điều khiển, phổ biến sơ đồ khuếch đại Tiristor Tranzitor Ở em sử dụng Tranzitor làm mạch KĐX phổ biến dễ dàng thực Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Hình Sơ đồ mạch khuếch đại xung 3.5 Mạch truyền xung đến Tirstor (thiết bị đầu ra) Thông thường có cách truyền xung từ đầu hệ thông điều khiển mạch điện cực G - K Tiristor truyền xung trực tiếp truyền xung qua máy biến áp xung - Phương pháp truyền xung qua máy biến áp xung khắc phục nhược điểm phương pháp truyền xung trực tiếp, là: + Đảm bảo cách ly tốt điện mạch động lực mạch điều khiển chỉnh lưu + Dễ dàng thực việc truyền đồng thời xung đến Tiristor mắc nối tiếp song song cách dùng máy biến áp xung có nhiều cuộn thứ cấp + Dễ dàng phối hợp điện áp nguồn cung cấp cho tầng khuếch đại công suất xung biên độ xung cần thiết điện cực điều khiển Tiristor nhờ việc chọn tỷ số máy biến áp xung cho phù hợp - Máy biến áp xung (BAX) kết cấu giống máy biến áp bình thường cơng suất nhỏ Hoạt động BAX tương tự MBA làm việc với dòng điện áp khơng sin xác định phi tuyến không từ trường lõi thép BAX đặt giá trị bão hòa BAX có mạch từ chóng bão hòa, hoạt động khoảng thời gian ngắn Mạch tạo điện áp chủ đạo Mạch tạo điện áp chủ đạo yêu cầu công suất nhỏ nên ta lấy trực tiếp từ nguồn +15V -15V " Đảo chiều điện áp chủ đạo nhờ cặp tiếp điểm T-N ” Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Hình 10 Sơ đồ mạch tạo điện áp chủ đạo Mạch lấy tín hiệu phản hồi dòng điện có ngắt Để tránh dòng điện động tăng mức cho phép khởi động, hãm, đảo chiều hay gặp tải Ta phải sử dụng mạch điện để hạn chế dòng điện phần ứng mạch phản hồi âm dòng điện Để hạn chế dòng điện cách tự động, ta dùng khâu phản hồi âm dòng có ngắt Khâu ngắt có tác dụng có dòng phần ứng động tăng dòng ngắt khâu ngắt tác dụng để hạn chế dòng điện Hình 11 Sơ đồ mạch lấy tín hiệu dòng điện có ngắt Bộ điều chỉnh PI với IC3 khuếch đại thuật tốn Tín hiệu phản hồi dòng lấy điện trở điều chỉnh WR2 thông qua biến dòng chỉnh lưu cầu pha Máy biến dòng TI nhằm cách ly mạch động lực mạch điều khiển Điện áp TI chỉnh lưu nhờ cầu chỉnh lưu ba pha (để đảm bảo cho dòng điện cuộn thứ cấp TI dòng điện xoay chiều) Hệ thống điều khiển cầu trục thiết bị hệ thống Khâu tổng hợp mạch vòng phản hồi âm tốc độ Hình 12 Mạch lấy tín hiệu phản hồi tốc độ + Mạch phản hồi âm tốc độ nâng cao độ đặc tính Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định tốc độ hệ truyền động vừa tự động điều chỉnh gia tốc hệ khởi động Tốc độ động truyền đến máy phát tốc Máy phát tốc máy phát điện chiều có điện áp tỉ lệ tốc độ động Tín hiệu phản hồi âm tốc độ (n) lấy từ máy phát tốc FT nối với động Tín hiệu tỉ lệ tuyến tính với tốc độ động + Bộ điều chỉnh PI khuếch đại thuật tốn Mạch nguồn ni chiều Hình 13 Sơ đồ mạch nguồn nuôi chiều