TÍNH TOÁN CÁC THAM SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU CẦU BA PHA

MỤC LỤC Chương I : MẠCH ĐIỀU KHIỂN…………………………………………………3 1.1 Ứng dụng mạch điều khiển…………………………………………3 1.2 Một số loại mạch điều khiển……………………………………………3 1.3 Yêu cầu chung mạch điều khiển……………………………………3 Chương II : MẠCH ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU…………………… 2.1 Mạch chỉnh lưu…………………………………………………………4 2.2 Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển………………………………… 2.3 Nguyên lý điều khiển Thyristor……………………………………… 2.4 Cấu trúc mạch điều khiển Thyristor………………………………… 2.4.1 Các hệ điều khiển chỉnh lưu…………………………………….5 2.4.2 Các nguyên tắc điều khiển hệ đồng bộ……………………6 2.4.3 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển…………………………………9 2.5 2.4.3.1 Khâu đồng bộ……………………………….10 2.4.3.2 Khâu tạo điện áp tựa……………………… 13 2.4.3.3 Khâu so sánh……………………………… 16 2.4.3.4 Khâu tạo xung chùm…………………………20 2.4.3.5 Khâu khuếch đại…………………………… 23 Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển………………………………… 26 Chương III : TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHỈNH LƯU CẦU BA PHA Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 3.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha…………………27 3.2 Nguyên lý hoạt động mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha……….29 3.3 Giới thiệu số linh kiện có mạch điều khiển………………… 29 3.4 3.3.1 Tụ điện………………………………………………………29 3.3.2 Điện trở…………………………………………………… 35 3.3.3 LM741………………………………………………………38 Tính tốn thơng số mạch điều khiển…………………………….45 Chương IV : MÔ PHỎNG MẠCH BẰNG PROTEUS……………………….49 4.1 Giới thiệu phần mềm mô Proteus………………………… 49 4.2 Chạy mô mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha………… 49 Chương V : CHẾ TẠO MẠCH THỰC TẾ………………………………… 51 5.1 Vẽ mạch in ARES………………………………………… 51 5.2 Mạch in dạng 3D………………………………………………… 51 5.3 Mơ hình mạch thật…………………………………………………52 Đồ án mơn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly CHƯƠNG I: 1.1 MẠCH ĐIỀU KHIỂN Ứng dụng mạch điều khiển Mạch điều khiển có nguồn gốc từ nhu cầu tự động hóa máy móc sản xuất nhằm thực công việc sản xuất với tốc độ nhanh độ xác cao Nhờ có nó, khơng ngừng nâng cao sản xuất chất lượng sản phẩm 1.2 Một số mạch điều khiển - Điều khiển chỉnh lưu - Điều khiển tốc độ động chiều - Mạch lọc tích cực - Cảm biến nhiệt độ …………… 1.3 Yêu cầu chung mạch điều khiển Phát xung điều khiển xác thời điểm người thiết kế tính tốn Các xung điều khiển phải đủ lớn biên độ độ rộng xung để mở van Các xung điều khiển phải có tính đối xứng cao, đảm bảo pham vi điều chỉnh góc mở Có khả chống nhiễu, tác động nhanh Đảm bảo mạch hoạt động ổn định tin cậy lưới điện dao động biên độ tần số Ngoài hệ thống điều khiển phải có nhiệm vụ ổn định dòng điện tải bảo vệ hệ thống sảy cố tải hay ngắn mạch Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly CHƯƠNG II 2.1 MẠCH ĐIỀU KHIỂN BỘ CHỈNH LƯU Mạch chỉnh lưu Bộ chỉnh lưu dùng để biến dòng điện xoay chiều thành dòng điện chiều cấp cho tải Lĩnh vực ứng dụng chỉnh lưu rộng rãi chủng loại tải dùng dịng điện chiều đa dạng Chỉnh lưu phân làm ba loại: - Chỉnh lưu có điều khiển (chỉnh lưu dùng Thyristor) - Chỉnh lưu không điều khiển (chỉnh lưu dùng điôt) - Chỉnh lưu bán điều khiển (dùng điôt Thyristor) Khi mạch chỉnh lưu sử dụng van bán dẫn điều khiển (Thyristor) cần có mạch điều khiển để thực việc cho van dẫn dòng vào thời điểm cần thiết nhằm khống chế lượng đưa tải Các mạch chỉnh lưu bản: - Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ - Chỉnh lưu pha có điểm - Chỉnh lưu pha sơ đồ cầu - Chỉnh lưu ba pha hình tia - Chỉnh lưu ba pha sơ đồ cầu - Chỉnh lưu sáu pha hình tia - Chỉnh lưu sáu pha có cuộn khác cân 2.2 Chỉnh lưu cầu ba pha có điều khiển Đây loại sử dụng rộng rãi thực tế, có ưu điểm vượt trội Ưu điểm : Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly - Cho phép đấu thẳng vào lưới điện ba pha - Độ đập mạch nhỏ (5,7%) - Công suất máy biến áp xấp xỉ công suất tải, đồng thời gây méo lưới điện loại khác Nhược điểm : Sụt áp van gấp đơi sơ đồ hình tia ln có hai van dẫn để đưa dịng tải, nên khơng phù hợp với cấp điện áp tải 10V Mạch điều khiển có chức sau: - Điều chỉnh vị trí xung điều khiển phạm vi nửa chu kỳ dương điện áp anôt- catôt Thyristor - Tạo xung có đủ điều kiện mở Thyristor Xung điều khiển thường có biên độ từ 0,5 đến 5V, độ rộng xung tx= 20-500μs thiết bị chỉnh lưu cặp Thyristor đấu song song ngược Độ rộng xung xác định theo biểu thức: tx  I dt di dt Trong đó: Idt dịng trì Thyristor; di/dt tốc độ tăng trưởng dòng tải 2.3 Nguyên lý điều khiển Thyristor Đối với chỉnh lưu Thyristor mạch điều khiển có vai trị quan trọng, định đến chất lượng độ tin cậy biến đổi Thyristor mở cho dòng điện chạy qua có điện áp dương đặt lên anơt xung điện áp dương đặt lên cực điều khiển Sau Thyristor mở xung điều khiển khơng cịn tác dụng, dịng điện chảy qua Thyristor thơng số mạch động lực định 2.4 Cấu trúc mạch điều khiển Thyristor 2.4.1 Các hệ điều khiển chỉnh lưu Có hai hệ điều khiển chỉnh lưu Đồ án mơn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly Hệ đồng : Trong hệ góc điều khiển mở van α xác định xuất phát từ thời điểm cố định điện áp mạch lực Ví dụ chỉnh lưu pha điểm mốc thường lấy qua điểm không điện áp lực Vì mạch điều khiển phải có khâu thực nhiệm vụ gọi khâu đồng pha để đảm bảo mạch điều khiển hoạt động theo nhịp điện áp lực Hệ không đồng : Trong hệ góc α khơng xác định theo điện áp lực mà tính dựa vào trạng thái tải chỉnh lưu vào góc điều khiển lần phát xung mở van trước Do mạch điều khiển dạng không cần khâu đồng Tuy nhiên để chỉnh lưu hoạt động bình thường bắt buộc phải thực điều khiển theo mạch vịng kín, thực với mạch hở Hệ đồng có nhược điểm nhậy nhiễu lưới điện có khâu đồng liên quan đến điện áp lực, có ưu điểm hoạt động ổn định dễ thực Ngược lại, hệ không đồng chống nhiễu lưới điện tốt ổn định Hiện đại đa số mạch điều khiển chỉnh lưu thực theo hệ đồng bộ, đề cập đến hệ 2.4.2 Các nguyên tắc điều khiển hệ đồng Để điều chỉnh góc mởi Thyristor nửa chu kỳ điện áp dương, ta thường dùng hai nguyên tắc điều khiển: thẳng đứng tuyến tính thẳng đứng arccos a Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính : Theo nguyên tắc này, người ta dùng điện áp: Điện áp đồng (Uđb) , đồng với điện áp đặt cực A-K Thyristor, thường đặt bào đầu đảo khâu so sánh Điện áp điều khiển ( Uđk) điện áp chiều điều chỉnh biên độ Thường đặt vào đầu không đảo khâu so sánh Bấy hiệu điện đầu vào khâu so sánh : Uss = Uđk – Uđb Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly Mỗi Uđk = Uđb , khâu so sánh lật thạng thái, ta nhận “sườn xuống” điện áp đầu khâu so sánh “ Sườn xuống” thông qua đa hài trạng thái ổn định tạo xung điều khiển Như vậy, cách làm biến đổi Uđk người ta điều chỉnh thời điểm xuất xung ra, tức điều chỉnh góc mở α Thyristor Giữa α Uđk có quan hệ sau: α = πUđk /Uđb (Người ta lấy Uđkmax = Uđb) Uđb Uđkmax Uđk Hình 1: Ngun tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính b Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos: Theo nguyên tắc người ta dùng điện áp Điện áp điều khiển Uc điện áp chiều điều chỉnh biên độ theo hai hướng ( âm dương ) Điện áp đồng Ur vượt trước điện áp anot – catot thyristor góc π/2 (nếu uak = Asinωt ur = Bcosωt) Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly Hình 2: Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS Trên hình vẽ đường nét đứt điện áp anot – catot Thyristor Từ điện áp người ta tạo ur Tổng đại số ur + uc đưa tới đầu vào khâu so sánh Khi ur + uc = ta nhận xung đầu khâu so sánh uc + Bcosα = Do đó, α = arcos(-uc/B) (người ta lấy B = ucmax ) Khi uc = α = π/2 Khi uc = ucmax α = π Khi uc = - ucmax α = Như uc biến thiên từ -uc đến +uc α biến thiên từ đến π Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng arccos sử dụng thiết bị đòi hỏi chất lượng cao Điều khiển Thyristor chỉnh lưu thường gặp điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly Hình3 : Nguyên lý điều khiển chỉnh lưu 2.4.3 Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển Sơ đồ khối mạch điều khiển Thyristor hình Cấu trúc mạch điều khiển Thyristor gồm khâu sau đây: Khâu đồng (ĐB): Tạo tín hiệu đồng với điện áp anơt-catơt Thyristor cần mở Tín hiệu điện áp xoay chiều, thường lấy từ biến áp có sơ cấp nối song song với Thyristor cần mở Khâu so sánh-tạo xung (SS-TX): làm nhiệm vụ so sánh điện áp đồng thường biến thể với tín hiệu điều khiển chiều để tạo xung kích mở Thyristor Khâu khuếch đại xung (KĐ): tạo xung mở có đủ điều kiện để mở Thyristor Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly U đb ĐB SS-TX KĐ Uđk Hình Sơ đồ khối mạch điều khiển Thyristor Khi thay đổi giá trị điện áp chiều Uđk góc mở α thay đổi 2.4.3.1 Khâu đồng Theo sơ đồ cấu trúc, khâu có hai chức năng: a Đảm bảo quan hệ góc pha cố định với điện áp van mạch lực nhằm xác định điểm gốc để tính góc điều khiển α, mạch có tên gọi mạch đồng pha b Hình thành điện áp có dạng phù hợp làm xung nhịp cho hoạt động khâu tạo điện áp tựa phía sau nó, mạch mang tên mạch đồng bộ, mạch xung nhịp Thực tế khâu có quan hệ ảnh hưởng qua lại chặt chẽ với khâu tạo điện áp tựa, nên số trường hợp đơn giản, hai chức gộp khâu nhất, mà thông thường mạch đồng pha làm chức đồng - Mạch đồng pha Mạch đồng pha máy biến áp : Với chức nói máy biến áp hay sử dụng cho mục đích nhất, ngồi dùng máy biến áp cịn cho phép đạt thêm hai mục tiêu :  Chuyển đổi điện áp lực thường có giá trị cao sang giá trị phù hợp với mạch điều khiển thường điện áp thấp, theo quy chuẩn an toàn 36V Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 10 2.4.3.2 Khâu tạo điện áp tựa Hiện sử dụng chủ yếu hai dạng điện áp tựa dạng hình sin dạng cưa Điện áp tựa dạng cosin có nhược điểm chịu tác động trực tiếp từ lưới điện, điện áp lưới khơng ổn định điện áp tựa dao động dẫn đến góc điều khiển α khơng ổn định hậu điện áp tải dao động theo Hơn nữa, xung nhiễu qua mạng điện ảnh hưởng lớn đến làm việc mạch điều khiển, mạch chỉnh lưu sử dụng dạng Đa số điện áp tựa mạch điều khiển chỉnh lưu thời dùng dạng cưa khắc phục nhược điểm sạng hình sin, có nghĩa bị ảnh hưởng điện áp tần số nguồn xoay chiều Tuy nhiên có nhược điểm khơng đạt quan hệ tuyến tính điện áp điều khiển điện áp chỉnh lưu nên khó khăn cần tiến hành q trình tự động điều chỉnh ổn định thông số mạch chỉnh lưu nói riêng hay thiết bị nói chung Có thể chia làm hai loại cưa phi tuyến ( không thẳng ) cưa tuyến tính ( thẳng) Tuy nhiên cưa phi tuyến gây khó khăn việc điều chỉnh Có nhiều phương pháp tạo hàm cưa hiên thường hay sử dụng phương pháp: - Dùng Transistor tụ điện Có loại tạo cưa lên tạo cưa xuống Với mạch điều khiển chỉnh lưu dùng cưa lên cho quan hệ điện áp cưa góc điều khiển α tỷ lệ thuận: điện áp lớn góc α lớn Mặt khác ta biết quan hệ góc điều khiển α điện áp chỉnh lưu nhận tải lại tuân theo tỷ lệ nghịch ( ví dụ Ud = Udocosα) dẫn đên α tăng Ud lại giảm Như tương ứng với việc tăng điện áp điều khiển dẫn đến giảm điện áp chỉnh lưu, điều nhiều không thuận tiện Để Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 13 cho quản lý thuận, nghĩa tương ứng giá trị điện áp điều khiển lớn điện áp chỉnh lưu lớn, cần phải tạo cưa có dạng xuống Tạo cưa xuống dùng Transistor : Khi điện áp đồng nửa chu kỳ dương làm Q4 mở, dòng qua Q4 phải chảy từ nguồn E qua R2, R3 gây sụt áp R2 tạo điện áp thuận mở Q2 Q2 dẫn theo Dòng qua Q2 nạp cho tụ C với số thời gian nạp R2C (nạp phi tuyến), tụ C nạp trị số ổn áp Dz dừng lại, đến hết gian đoạn chuẩn bị cho việc tạo cưa Nửa chu kỳ sau, điện áp đồng chuyển sang âm làm cho Transistor Q4 khóa nên dịng qua Q4 ( dịng qua điện trở R2, R3) khơng, sụt áp R2 khơng dẫn đến Q2 khóa theo Như trạng thái Transistor Q4 Q2 giống Từ lúc tụ C bắt đầu phóng điện qua bóng Q3 Bóng Q3 đấu theo kiểu mạch emito lặp: điện emito lặp lại điện bazo thấp 0.7V sụt áp độ bazo-emito, bazo Q3 nối với điểm 0V mạch điều khiển nên điện emito cố định -0,7V Từ ta thấy điện áp điện trở R5 (E-0.7) V, dòng điện qua R5 dịng qua bóng Q3 dịng phóng qua tụ C bằng: Ic = Ie = (E-0,7)/R5 Giá trị dịng khơng đổi E R5 cố định, Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 14 Uc(t) = UOA – (E-0,7).t/R5C Như điện áp tụ C giảm theo quy luật tuyến tính Nhược điểm chung loại sơ đồ tạo điện áp cưa dùng transistor phụ thuộc rõ thời điểm mở khóa bóng vào điện áp đồng pha, điện áp cưa nhiều bị biến động theo điện áp lưới điện xoay chiều Điều làm ảnh hưởng tới góc điều khiển α phạm vi điều chỉnh Mặt khác độ tuyến tính cưa khơng thật cao Hiện mạch tạo cưa sử dụng OA ngày ứng dụng nhiều khắc phục nhược điểm trên, giá thành OA tương đối rẻ - Mạch dùng khuếch đại thuật toán tụ điện tạo cưa âm Sơ đồ mạch : Tín hiệu mơ phỏng: Đồ án mơn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 15 Sử dụng bóng Transistor đấu song song với tụ C để làm nhiệm vụ phóng cho tụ điện, kiều cho phép thời gian phục hồi điện áp cưa nhanh tụ phóng ngắn mạch qua bóng bán dẫn mở bão hòa Sơ đồ cho phép tạo cưa âm, muốn tạo cưa dương ta thay đổi đảo ngược xung khâu đồng sử dụng bóng NPN thay cho PNP, tính tốn mạch khơng thay đổi Với sơ đồ trên, khâu đồng tương tự trên, điện áp có trạng thái ±Ubh Khi Uđb = -Ubh làm Transistor PNP dẫn, nối ngắn mạch tụ C nên có Utựa = Khi Uđb = +Ubh , làm cho Transistor khóa, lúc tụ C nạp nhờ điện áp OA1 mà không trực tiếp từ nguồn E ( với chiều dòng đường nét đứt ), làm cho điện áp tụ có dấu âm tín hiệu mơ trên, với quy luật : Uc(t) = 1/C  iR 2dt = 1/C  (Ubh / R 2)dt = t.Ubh/ CR2 Vậy biết thời gian nạp tụ ( phụ thuộc vào thời gian điều chỉnh góc α ) biên độ điện áp tựa Utựamax ,ta có quan hệ : UC(tn)= Utựamax = t.Ubh/CR2 Và vậy, ta cần chọn giá trị tụ C trước tính tốn giá trị R2 Điện trở R3 thường chọn giá trị xấp xỉ R2 2.4.3.3 Khâu so sánh Khâu có chức so sánh điện áp điều khiển điện áp tựa để định thời điểm phát xung điều khiển, thơng thường thời điểm điện áp Nói cách khác, khâu xác định góc điều khiển α Khâu so sánh thực phần tử Transistor hay khuếch đại thuật toán OA Loại so sánh dùng Transistor dùng sơ đồ đơn giản khơng cần độ xác cao Khuếch đại thuật toán OA phần tử so sánh lý tưởng lý sau : Đồ án mơn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 16 - Tổng trở vào OA lớn nên không gây ảnh hưởng đến điện áp đưa vào so sánh, tách biệt hồn tồn chúng để không tác động sang - Tầng vào OA loại khuếch đại vi sai, mặc khác số tầng nhiều nên hệ số khuếch đại lớn (có thể lên đến triệu) Vì độ xác cao, độ trễ khơng q vài micrơ giây - Sườn xung dốc đứng so với tần số 50Hz Thực tế độ chênh lệch Utựa Uđk khoảng vài mili vơn điện áp đầu thay đổi hồn tồn từ trạng thái bão hòa âm sang bão hòa dương hay ngược lại Khâu so sánh dùng OA có hai kiểu đấu điện áp vào so sánh cửa so sánh cửa So sánh cửa: Trong kiểu so sánh này, hai điện áp cần so sánh đưa tới cực OA thông qua hai điện trở đầu vào R1 R2 Cửa cịn lại, cần phải tăng độ xác so sánh đấu cửa qua điện trở R3 = (R1//R2) xuống điểm khơng, khơng cần độ xác cao nối thẳng với điểm chung mạch điều khiển (R3=0) - Mạch so sánh cửa đảo nối đất Theo sơ đồ trên, ta có : u+ = (utựa/R1 + uđk/R2)/(1/R1 + 1/R2) Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 17 Nếu lấy R1 = R2 biểu thức tương đương với u+ = (utựa + uđk )/2 Điện áp cửa (-) không nối đất Vậy ura = Ko[0.5(utựa + uđk)] Từ đây, (utựa + uđk) < điện áp –Ubh (utưạ + uđk) > điện áp +Ubh Điểm chuyển đổi hai trạng thái (utựa + uđk) = 0, tức lúc đảm bảo điều khiện utựa = -uđk - Với trường hợp cửa không đảo nối đất tương tự, ngược với trường hợp + Đặc điểm chung so sánh cửa :  Để điện áp đảo trạng thái hai điện áp so sánh cần phải trái dấu  Mặc khác, hệ số khuếch đại mạch bị giảm hai lần so với kiểu so sánh cửa, độ xác giảm lần  Cuối kiểu hai điện áp so sánh tác động sang qua hai điện trở R1 R2 , để giảm ảnh hưởng chúng trị số cần lấy lớn ( hàng chục kilo ôm) Hơn tín hiệu utựa, uđk lại đầu OA điên trở tải OA phải thõa mãn u cầu dịng OA ( thường hạn chế mức mA) So sánh hai cửa: Trong kiểu này, hai điện áp cần so sánh đưa tới hai cực khác OA Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 18 Điện áp tuân theo quy luật: ura = Ko ( u+ - u-) Tùy thuộc vào điện áp tựa điện áp điều khiển đưa vào cửa mà điện áp xuất xung âm dương thời điểm cân giá trị chúng - Các điểm lưu ý dùng mạch so sánh hai cửa:  Các điện áp đưa vào so sánh phải dấu ( dương âm ) có tượng thay đổi trạng thái đầu  Độ chênh lệch tối đa hai cửa làm việc không vượt giới hạn cho phép loại OA chọn  Các điện trở hai cửa vào OA khơng cần dùng, OA cho phép chênh lệch điện áp đầu vào ΔuvOA lớn chênh lệch điện áp lớn utựa với uđk Trong trường hợp (utựa – uđk) vượt mức cho phép OA buộc phải có điện trở này, kết hợp với hai điot đấu song song- ngược để bảo vệ đầu vào cho OA Thực tế OA thường có Δuvmax ±18V nên bỏ qua điện trở đầu vào, nhiên để an toàn người ta mắc điên trở mạch thực Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 19 2.4.3.4 Khâu tạo xung chùm Dạng xung chùm dạng thơng dụng cho phép mở tốt van lực trường hợp, với loại tải nhiều sơ đồ chỉnh lưu khác Xung chùm thực chất chùm xung có tần số cao gấp nhiều lần lưới điện (6-12kHz) Độ rộng chùm xung hạn chế khoảng (100-300) độ điện Về nguyên tắc phải kết thúc điện áp van lực mà điều khiển đổi dấu sang âm Nguyên tắc tạo xung chùm thường dùng coi tín hiệu so sánh đưa tín hiệu cho phép hay cấm khâu khuếch đại nhận xung tần số cao phát từ tao dao động xung đến Một nguyên tắc khác : Bộ tạo dao động đồng thời thực chức khuếch đại xung làm việc chế độ đợi kích, song loại làm việc dễ bị tự kích nhiễu, ngược lại khó kích, thực tế không dùng Dễ dàng nhận thất, để thực theo nguyên tắc thứ nhất, cần mạch logic AND Do khâu so sánh SS nối tới cửa vào logic AND nên khoảng điện áp uss mức cao tương ứng với logic “1” xung từ dao động tần số cao qua mạch AND để tới khâu KĐX Bản thân mức “1” lại phụ thuộc góc α nên kết ta có độ rộng xung chùm (180 – α) Các tạo dao động: Trong mạch điều khiển nay, việc tạo dao động dạng xung với tần số cố định thực nhiều cách khác nhau, tùy theo sở thích người thiết kế theo xu hướng ứng dụng phần tử giống mạch điều khiển Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 20 a Tạo dao động Transistor Đây mạch kinh điển dùng Transistor thay đóng mở Riêng điện trở phía Colector Transistor Q3 tách đôi ngăn điot để đảm bảo hai sườn xung dốc đứng Tần số dao động : f= 1/T với chu kỳ dao động T=1,4RB.C Để mạch hoạt động bình thường cần đảm bảo RC Iđk = (0,2-1)A thời gian cỡ 100 micrô giây Đầu KĐX nối với cực G-K Thyristor, đầu nối với khối tạo dạng xung Thực tế khâu KĐX khuếch đại dòng điện với Ki lớn (100-200), nên ta cần dùng Transistor làm chức khuếch đại, Transistor thơng dụng cỡ dịng 1A có hệ số khuếch đại β 100 nên KĐX thường gồm hai tầng khuếch đại Khi cần dịng Iđk mạnh phải dùng đến ba tầng khuếch đại, ngược lại với Iđk nhỏ (các van mở nhậy van nhỏ ) chí dùng KĐX chế tạo sẵn dạng vỏ IC Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 23 Có nhiều sơ đồ KĐX phụ thuộc vào cách ghép MĐK với van lực : Ghép trực tiếp, ghép qua biến áp xung ( thông dụng nay) hay ghép qua phần tử quang (opto) a Ghép trực tiếp cho phép đưa tới van dạng xung điều khiển tối ưu, có nhược điểm không cho phép cách ly mạch lực mạch điều khiển, ứng dụng mạch chỉnh lưu với điện áp tải 40V Nếu cần tầng khuếch đại nên dùng hai loại Transistor khác b KĐX ghép qua phần từ quang : Các phần tử quang Fototransistor, Fotothyristor, Fototriac… Ưu điểm bật đảm bảo độ cách ly điều khiển lực (độ cách điện đến vài kV) truyền xung có độ rộng tùy ý Hiện công nghiệp chế tạo phần tử opto dạng IC thuận tiện cho mạch điều khiển Tuy nhiên dịng điện tải mà chịu vài chục miliampe nên không đủ công suất để mở van lực, vị trí mạch điều khiển phải trước tầng khuếch đại c Khuếch đại xung ghép biến áp xung Phương pháp ghép thơng dụng dễ dàng cách ly mạch điều khiển mạch lực, nhiên tính chất vi phân máy biến áp nên khơng cho phép truyền xung rộng vài mili giây Chính tính chất mà người ta phải truyền xung rộng dạng xung chùm để biến áp xung hoạt động bình thường Để đơn giản, đồng thời đảm bảo hệ số khuếch đại dòng cần thiết, tầng khuếch đại hay đấu kiểu Darlington Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 24 Tải FULL (52 trang): https://bit.ly/3kAQww2 Dự phòng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Công suất phát nhiệt Transistor Q3 lớn nên cần có tản nhiệt Biến áp xung có tính chất vi phân nên phải có điện trở để kịp tiêu tán lượng tích lũy cuộn dây giai đoạn khóa bóng bán dẫn, khơng biên độ xung giảm đáng kể điểm làm việc lõi thép biến áp bị đẩy dần lên vùng bão hịa Vì sơ đồ có điện trở R11 làm nhiệm vụ Khi Q3 khóa dịng điện qua biến áp xung chảy vịng qua D3-R11 nên lượng tiêu tán điện trở Giá trị R11 thường chọn từ khả dẫn dòng tối đa cho phép qua Q3 R11 > E/Icmax Tuy nhiên mắc R11 nối tiếp với cuộn dây sơ cấp biến áp xung nên dẫn R11 làm giảm áp đặt vào biến áp xung, để giữ điện áp ban đầu biến áp xung nguồn E đưa thêm tụ C3 vào, lúc gian đoạn Q3 khóa, tụ điện phải kịp nạp đến trị số nguồn, điều kiện để tính trị số tụ điện C < tn/3R2 Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 25 Trong đó, tn thời gian nghỉ hai xung liền xung chùm tn = T/2 2.5 Nguồn cung cấp cho mạch điều khiển Mạch điều khiển cần dùng nguồn chiều đối xứng nên ta cần có mạch nguồn dùng chung cho mạch điều khiển Sơ đồ dạng mạch nguồn ổn định nguồn ±15V Ta dùng họ IC 78XX để ổn định nguồn dương ( IC7805 ổn định +5V, 7809 ổn định +9V, …) họ IC 79XX để ổn định nguồn âm ( 7912 ổn định -12V, 7915 ổn định -15V,…) Tải FULL (52 trang): https://bit.ly/3kAQww2 Dự phịng: fb.com/KhoTaiLieuAZ Đồ án mơn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 26 CHƯƠNG III: 3.1 TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO CHỈNH LƯU CẦU BA PHA Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha 1439659 Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly 27 ... - Chỉnh lưu pha nửa chu kỳ - Chỉnh lưu pha có điểm - Chỉnh lưu pha sơ đồ cầu - Chỉnh lưu ba pha hình tia - Chỉnh lưu ba pha sơ đồ cầu - Chỉnh lưu sáu pha hình tia - Chỉnh lưu sáu pha có cuộn... Nguyễn Thị Lý Ly 26 CHƯƠNG III: 3.1 TÍNH TỐN CÁC THAM SỐ MẠCH ĐIỀU KHIỂN CHO CHỈNH LƯU CẦU BA PHA Sơ đồ nguyên lý mạch điều khiển chỉnh lưu cầu ba pha 1439659 Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực... cầu ba pha có điều khiển Đây loại sử dụng rộng rãi thực tế, có ưu điểm vượt trội Ưu điểm : Đồ án môn học: Mạch điện tử SV thực hiện: Nguyễn Thị Lý Ly - Cho phép đấu thẳng vào lưới điện ba pha