I) Nhiệm vụ của mạch điều khiển:
8.Tạo nguồn nuô
b C . 0 c 7912 . C7 C6 -12V c . B a . C5 380~ a . C4 . +12V b 7812 A
Sơ đồ nguyên lí tạo nguồn nuôi ±12V
Ta cần tạo ra nguồn điện áp ± 12 (V) để cấp cho biến áp xung, nuôi IC, các bộ điều chỉnh dòng điện, tốc độ và điện áp đặt tốc độ.
Ta dùng mạch chỉnh lu cầu 3 pha dùng điôt, điện áp thứ cấp máy biến áp nguồn nuôi: U2 =12/2,34 = 5,1(v) ta chọn U2 =9(v)
Để ổn định điện áp ra của nguồn nuôi ta dùng 2 vi mạch ổn áp 7812 và 7912, các thông số chung của vi mạch này:
Điện áp đầu vào: UV = 7ữ35 (V).
Điện áp đầu ra: Ura= 12(V) với IC 7812. Ura= -12(V) với IC 7912
ư 42 ư
Dòng điện đầu ra: Ira = 0ữ1 (A).
Tụ điện C4, C5 dùng để lọc thành phần sóng dài bậc cao. Chọn C4= C5 =C6 =C7 = 470 (àF) ; U= 35 V
PHUƠNG PHáP điều khiển riêng
Nguyên lý đảo chiều theo phơng pháp điều khiển riêng
Trong mạch có hai bộ chỉnh lu , mỗi mạch chỉnh lu hoạt động một cách riêng rẽ với nhau .Bộ chỉnh lu 1 chạy thì bộ 2 không chạy khi càn đảo chiều thì cho bộ 2 chay còn bộ1 nghỉ
Do van thyristor chỉ điều khiển mở mà không điều khiển ngắt đợc nên ta phải điều khiển sao cho hai bộ không hoạt động cùng một lúc ,vì néu nh vậy thì cả hai bộ chỉnh lu cùng chạy dẫn tới sự liên thông trong van dòng là rất lớn van bị đánh thủng
Do thyristor là van bán điều khiển nên việc ngắt xung cha đảm bảo bộ chinh l đó đã nghỉ
- Thyristor đang dẫn thì việc cắt xung điều khiển ảnh hởng đến sự dẫn của nó ,nó tiếp tục dẫn và chỉ khoá van khi dòng qua van về 0 - Sau khi dòng về 0 nó chỉ khoá chắc chắn sau một khoảng thời gian nữa ,đó là thời gian phục hồi .do đó ta phải ngắt hoàn toàn bộ chỉnh lu này sau khoảng htời gian ròi cho bộ kia hoạt động
- Để phát hiện đợc dòng đã về 0 ta cần một sensor dòng
- Sau khi dòng đã về 0 phải giữ một khoảng thời gian trễ đủ thyristor khoá chắc bấy giờ cho bộ sau hoạt động
** Từ nhận xét trên ta có thứ tự đảo chiều 4 bớc 1. ngắt xung điều khiển Iđ1
2. Đo dòng Iđ1 tìm thời điểm Iđ1= 0 bộ chỉnh lu 1 khoá
3. Đợi khoảng thời gian τ > thời gian phục hồi đảm bảo van chỉnh lu khoá chắc
4. Bắt đàu phát xung cho bộ 2 hoạt động
Nếu sdd Ed cha đảo chiều thì không đợc phép chạy bộ 2 ở chế độ chỉnh lu α <90 vì lúc đó Ed và Id cùng chiều nhau gây sập nghịch lu (dòng chảy qua van rất lớn )
Do đó trớc hết phải cho bộ 2 hoạt động ở chế độ nghịch lu
ư 43 ư
đồ án điện t công suất
α >90 tức là hoạt động ở chế độ nghịch lu phụ thuộc ,nhng phải đảm bảo các điều kiện nghịch lu phụ thuộc
90 <α < 180 –(góc trùng dẫn +góc phục hồi) Khi đó thc hiện hãm tái sinh Ed mất dần năng lợng , khi Ed =0 cho bộ 2 hoạt động ở chế độ chỉnh lu α <90
Để thực hiện các bớc đảo chiều ta thực hiện nh sau :
Khi điều khiển riêng hai bộ biến đổi làm việc riêng rẽ nhau, tại một thời điểm chỉ phát xung điều khiển vào một bộ biến đổi còn một bộ biến đổi kia bị khoá do cha có xung điều khiển. Hệ có hai bộ biến đổi là BĐ1và BĐ2 với các mạch phát xung điều khiển tơng ứng là FX1 và FX2 . Trật tự hoạt động của bộ phát xung này đợc quy định bởi các tín hiệu lôgic b1 và b2. Quá trình hãm và đảo chiều đợc mô tả bằng đồ thị thời gian.
Trong khoảng thời gian từ 0 -> t1 bộ BĐ1 làm việc ở chế độ chỉnh lu với α1 <π/2 còn bộ BĐ2 thì khoá .
Tại t1 phát lệnh đảo chiều bởi iLĐ góc điều khiển α1 tăng đột biến lớn hơn π/2 dòng điện phần ứng giảm về không lúc này các xung để khoá bộ BĐ1 .
Thời điểm t2 đợc xác định bởi cảm biến dòng điện SI1. Trong khoảng thời gian trễ t= t3 – t2 bộ BĐ1 bị khoá hoàn toàn, dòng điện phần ứng bị triệt tiêu.
Tại t3 sđđ E vẫn còn dơng, tín hiệu lôgic b2 kích cho FX2 mở BĐ2 với góc α >π/2 và sao cho dòng điện phần ứng không vợt quá giá trị cho phép động cơ đợc hãm tái sinh.
Nếu nhịp điệu giảm α2 phù hợp với quán tính của hệ thì có thể duy trì dòng điện hãm và dòng điện khởi động ngợc không đổi , điều này đợc thực hiện bởi các mạch vòng điều chỉnh tự động dòng điện của hệ thống trên sơ đồ của khối lôgic LOG , iLĐ , iL1 , iL2 là các tín hiệu lôgic đầu vào b1,b2 là các tín hiệu lôgic đầu ra để khoá các bộ phát xung điều khiển.
ư 44 ư 1 & & & & 1 1 1 1 τ τ i1L i2L iLd b1 b2 b1 b2 i1L i2L iLd α2 Uα2 FX2 LOG
iLĐ = 1 phát xung điều khiển mở BĐ1. iLĐ = 0 phát xung điều khiển mở BĐ2.
i1L (i2L) = 1 có dòng điện chảy qua bộ BĐ1 và BĐ2 b1(b2) = 1 khoá bộ phát xung FX1 và FX2. Từ mạch lôgic trên ta có: L L LD L L LD i i i b i i i b 1 __ 2 2 2 __ 1 __ 1 . . + = + = • Nhận xét:
Hệ truyền động van đảo chiều điểu khiển riêng có u điểm là làm việc an toàn ,không có dòng điện cân bằng chảy giữa các bộ biến đổi nên không cần thiết kế cuộn kháng cân bằng ,song cần một khoảng thời gian trễ trong đó dòng điện động cơ bằng không.
• Do nguyên tắc điều khiển riêng dùng hai bộ biến đổi làm việc độc lập, trong một thời điểm thì chỉ có một bộ BĐ làm việc còn bộ BĐ kia phải chắc chắn khoá( có nghĩa là dòng điện qua bộ BĐ này phải bằng “0”). Ta sẽ dùng xenxơ dòng điện để nhận biết có dòng điện chạy qua bộ BĐ hay không. xenxo dòng này ta dùng điện trở shunt .điện trở này khi có dòng qua nó thì một điện áp cỡ 60 mV lấy ra ở đầu ra .tín hiệu này qua bộ khuyếch đại thuật toán để khuyếch đại điện áp này
• Ta dùng một khâu thuật toán so sánh LM311: tín hiệu dòng điện qua xenxơ đợc hạ trên một điện trở RS tạo ra tín hiệu điện áp Vi.
Đầu ra chân 7 mắc với nguồn nuôi +5V qua điện trở kéo lên 1kΩ. Đất của bộ so chân 1 đợc mắc vào đầu nối đất của mạch. Cách mắc này dẫn đến đầu ra có các trạng thái khả dĩ là 0 và 5V .Lôgic của mạch là:
V0 =5V đối với Vi > 0 V0 =0V đối với Vi < 0 ư 45 ư -E +E R23 R24 R22 A5 UI
Nếu V0 = 5V nghĩa là bộ BĐ đó có dòng điện chạy qua.
Nếu V0 = 0V có nghĩa là bộ BĐ đó không có dòng điện chạy qua .
• Do mạch điểu khiển riêng cần có thời gian tạo trễ nên ta chọn bộ tạo trễ là mạch 555 0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 8 6 7 4 2 1 3 5 555 +U R1 R2 C1 C2 Ura a.
Góc phục hồi θoff =10o thời gian phục hồi T off =555 às
T = R1.C1 = 555.10-6 chọn R1 = 470 Ω và C1 = 1,5 àF
Kết luận.
Qua việc thiết kế hệ thống điều khiển động cơ một chiều có đảo chiều giúp em nắm vững hơn phần lý thuyết đã đợc học và có thêm nhiều sự hiểu biết thực tế. Tuy nhiên, do nội dung công việc hoàn toàn mới mẻ và tầm hiểu biết còn hạn chế nên đồ án môn học của em còn nhiều thiếu sót. Em mong các thầy cô chỉ bảo để em hoàn thành tốt hơn nữa nhiệm vụ của mình.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy.
ư 46 ư