3.1Trỡnh bày sơ đồ cấu trỳc điều khiển
1. Mục đớch và yờu cầu
- Mạch điều khiển là khõu rất quan trọng trong bộ biến đổi Tiristor cú vai trũ quyết định đến chất lượng, độ tin cậy của bộ biến đổi. Mạch điều khiển rất đa dạng, nhưng với hệ thống mạch lực cụ thể của mạch nạp cần cú một hệ điều khiển thớch ứng. Với mạch này, hệ điều khiển sẽ phỏt xung mở 2Tiristor
T1 và T2. Cỏc Tiristor sẽ mở khi thoả món đồng thời 2 điều kiện :
+ Một điện ỏp dương đủ lớn đặt lờn 2 cực của Tiristor theo hướng từ Anốt đến Katốt. + Xung điện ỏp dương đưa vào cực điều khiển phải đủ lớn (biờn độ, độ rộng)
Để làm thay đổi điện ỏp ra tải chỉ cần thay đổi thời điểm phỏt xung điều khiển, tức là thay đổi gúc mở của cỏc van. Ưu điểm của Tiristor là chỉ cần dũng và ỏp điều khiển nhỏ nhưng cú thể chịu được dũng và ỏp rất lớn chảy qua.
- Hệ thống mạch điều khiển phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu:
+ Phỏt xung điều khiển chớnh xỏc vào đỳng thời điểm mà người thiết kế đú tớnh toỏn sẵn. + Cỏc xung điều khiển phỏt ra phải đủ lớn về biờn độ và độ rộng để mở cỏc van.
+ Xung điều khiển phải cú độ đối xứng cao và đảm bảo được phạm vi điều chỉnh gúc mở. + Dạng xung được điều chỉnh thớch hợp và tốc độ nhanh.
+ Đảm bảo hoạt động tốt, độ tin cậy cao khi điện ỏp nguồn thay đổi giỏ trị biờn độ .
Ngoài ra hệ thống điều khiển phải cú nhiệm vụ ổn định dũng điện ra tải và bảo vệ hệ thống khi xảy ra sự cố quỏ dũng hay ngắn mạch tải.
2. Nguyờn tắc điều khiển.
Để điều chỉnh gúc mở của cỏc Tiristor trong nửa chu kỡ điện ỏp dương ta thường dựng hai nguyờn tắc điều khiển : Thẳng đứng tuyến tớnh và thẳng đứng arccos.
a. Nguyờn tắc điều chỉnh thẳng đứng tuyến tớnh Theo nguyờn tắc này ta dựng hai điện ỏp :
Trang 1
Điện ỏp điều khiển là điện ỏp một chiều , cú thể điều chỉnh được biờn độ, kớ hiệu là Uc
Dạng đồ thị được biểu diễn như hỡnh sau :
UrUc Uc Ur Ur + Uc α α ϖt uc
xung ra tức là thời điểm điều chỉnh gúc α .
Khi Uc = 0 ta cú α = 0
Uc < 0 ta cú α > 0
Quan hệ giữa α và Uc được biểu diễn qua cụng thức sau :
max r c U U π α =
Người ta thường chọn Ur max = Uc max
b. Nguyờn tắc điều khiển thẳng đứng ARCCOS
Theo nguyờn tắc này người ta cũng dựng cả hai điện ỏp để điều chỉnh gúc mở α của Tiristor.
Điện ỏp điều khiển Uc là điện ỏp một chiều cú thể điều chỉnh được biờn độ theo hai hướng ( õm và dương ). - Điện ỏp đồng bộ Ur vượt trước điện ỏp UAK của Tiristor một gúc bằng
2
π
Nếu UAK = A.sinωt
Thỡ Ur = B.cosωt
Dạng đồ thị được biểu diễn như hỡnh sau: 2
Uc0 0 Ur Ur + Uc α Uc ϖt
Từ điện ỏp UAK ta tạo ra Ur . Tổng đại số Ur + Uc được đưa đến đầu vào khõu so sỏnh. Khi Ur + Uc = 0 ta nhận được một xung ở đầu ra của khõu so sỏnh:
Uc + Bcosα = 0. Nờn arccos( ) B Uc − = α . Chọn B = Ucmax Khi đú Uc = 0 ta cỳ α = π/2 Uc = Ucmax α = π Uc = -Ucmax α = 0
3.Sơ đồ khối và chức năng
Dựa trờn nguyờn tắc điều khiển và yờu cầu của cụng nghệ ta thiết lập được sơ đồ khối của bộ điều khiển
ĐF SS Kđ T o xungạ Ung Uđk Trong đú: Ung : Điện ỏp nguồn Uđk : Điện ỏp điều khiển
- Khõu đồng pha ( ĐF ) cú nhiệm vụ tạo điện ỏp trựng pha với điện ỏp anốt của Tiristor. Tờn hiệu đồng pha thường cú cỏc dạng sau: + Răng cưa
+ Chữ nhật + Thang + Cosin
- Khõu so sỏnh cú nhiệm vụ giữa điện ỏp tựa với điện ỏp điều khiển Uđk tỡm thời điểm hai điện ỏp này bằng nhau ( Uđk = Urc ). Tại thời điểm hai điện ỏp này bằng nhau thỡ phỏt xung đầu ra để gửi sang tầng khuyếch đại và tạo xung
- Khối khuyếch đại và tạo xung cú nhiệm vụ tạo xung phự hợp để mở Tiristor. Xung mở Tiristor cú yờu cầu : Sườn trước dốc thẳng đứng để đảm bảo yờu cầu mở tức thỡ khi cú xung điều khiển ( Thường là xung kim hoặc xung chữ nhật ) đủ độ rộng xung với độ rộng xung lớn hơn thời gian mở của Tiristor đủ cụng suất cỏch ly mạch điều khiển và mạch động lực ( với điện ỏp mạch động lực quỏ lớn ).
4.Mạch điều khiển.