1. Nhiệm vụ của mạch điều khiển:
Tạo ra các xung vào ở những thời điểm mong muốn để mở các van động lực của bộ chỉnh lưu.
Tiristor chỉ mở cho dòng điện chảy qua khi có điện áp dương đặt trên Anốt và có xung áp dương đặt vào cực điều khiển không còn tác dụng.
Chức năng của mạch điều khiển :
- Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên anot – catot của tiristor.
- Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở tiristor độ rộng xung tx < 10(µs). Biểu thức độ rộng xung: dt di I t dt x =
Trong đó: Iđt là dòng duy trì của tiristor.
Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ Án: TBĐ Đối tượng cần điều khiển được đặc trưng bởi đại lượng điều khiển là góc α.
2. Phương pháp điều khiển theo nguyên tắc điều khiển chung.
Nguyên lý hoạt động của van là dẫn theo cặp T1T2 và T3 T4, vì vậy ở thời điểm θ1 khi T3 T4 đang dẫn ta cho mở cặp T1T2 thì đồng thời có 2 nhóm van chuyển mạch T3 chuyển cho T1, T4 chuyển cho T2.
Hình 17. Giản đồ mở van
3. Nguyên tắc điều khiển Tiristor
Mạch điều khiển tiristor có thể phân loại theo nhiều cách. Song các mạch điều khiển đều dựa theo nguyên lý thay đổi góc pha và theo đó ta có hai nguyên lý khống chế “ngang” và khống chế “đứng”.
Khống chế “ngang “: là phương pháp tạo góc α thay đổi bằng cách dịch chuyển điện áp ra hình sin theo phương ngang so với điện áp tựa.
Ưu điểm: Mạch phát xung đơn giản.
Nhược điểm: Góc α phụ thuộc vào dạng điện áp và tần số lưới, do đó độ chính xác của góc điều khiển thấp.
Khống chế “đứng” : là phuơng pháp tạo góc α thay đổi bằng cách dịch chuyển điện áp chủ đạo theo phuơng thẳng đứng so với điện áp tựa răng cưa.
Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ Án: TBĐ - Phương pháp khống chế “đứng” có độ chính xác cao và khoảng điều khiển rộng ( từ 0o -180o ).
- Độ dốc sườn trước của xung đảm bảo hệ số khuyếch đại phù hợp. - Làm việc tin cậy,có độ chính xác cao, với độ nhạy theo yêu cầu.
Nhược điểm: Mạch phát xung phức tạp.
4. Cấu trúc mạch điều khiển.
Hình 18. Sơ đồ cấu trúc mạch điều khiển
Khối 1: là khối đồng bộ hoá và phát xung răng cưa, khối này có nhiệm vụ lấy tín hiệu đồng bộ và phát ra điện áp hình răng cưa.
Khối 2: là khối so sánh, có nhiệm vụ so sánh hai tín hiệu điện áp Urc và Uđk để phát ra xung điện áp đưa tới mạch phát xung.
Khối 3 : là khối tạo xung có nhiệm vụ tạo ra xung điều khiển đưa tới các cực điều khiển tiristor.
U : là điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
Urc : Điện áp tựa thường có dạng hình răng cưa lấy từ đầu ra khối ĐBH&PXRC. Uđk: Điện áp điều khiển, đây là điện áp một chiều được đưa từ ngoài vào dùng để điều khiển giá trị góc α.
Khoa Điện: Trường ĐH SPKT Vinh Đồ Án: TBĐ UđkT : Điện áp điều khiển tiristor là chuỗi xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ thống điều khiển (cũng là đầu ra của khâu truyền xung) và được truyền đến điện cực điều khiển G và K của tiristor.
5. Nguyên lý làm việc.
Điện áp cấp cho mạch động lực BBĐ được đưa đến mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cưa của khối 1. Đầu ra của mạch đồng bộ hoá có điện áp hình sin cùng tần số với điện áp nguồn cung cấp và được gọi là điện áp đồng bộ. Điện áp đồng bộ được đưa vào mạch phát xung răng cưa để tạo ra điện áp răng cưa cùng tần số với điện áp cung cấp. Điện áp răng cưa và điện áp điều khiển ( thay đổi được trị số ) đưa vào mạch so sánh sao cho cực tính của chúng ngược nhau. Tại thời điểm trị số hai điện áp này bằng nhau thì đầu ra của mạch so sánh thay đổi trạng thái, xuất hiện xung điện áp. Nhu vậy xung điện áp có tần số xuất hiện bằng với tần số xung răng cưa, bằng tần số nguồn cung cấp. Thay đổi trị số nguồn điều khiển sẽ làm thay đổi thời điểm xuất hiện xung ra của mạch so sánh, xung này được đưa đến cực điều khiển Tristor để mở van. Do xung đầu ra của mạch so sánh không đủ độ rộng và biên độ mở van, vì vậy phải sử dụng thêm mạch khuyếch đại và truyền xung. Nhờ đó mà các xung ra của mạch này đủ điều khiển mở chắc chắn các Tristor.