Giả sử biến ỏp nguồn cú LC=02(mH) Hệ số quỏ điện ỏp:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN MỞ VAN
Để cỏc van của bộ chỉnh lưu cú thể mở tại thời điểm mong muốn thỡ ngoài điều kiện tại thời điểm đú trờn cỏc van cú điện ỏp thuận thỡ trờn cực điều khiển G
và K của van phải cú điện ỏp điều khiển (thường gọi là tớn hiệu điều khiển). Để cú hệ thống tớn hiệu điều khiển xuất hiện đỳng theo yờu cầu mở van người ta sử dụng mạch điện tạo ra cỏc tớn hiệu đú gọi là mạch điều khiển
Điện ỏp điều khiển cỏc Tristor phải đỏp ứng được cỏc yờu cầu cần thiết về cụng suất,biờn độ cũng như thời gian tồn tại. Do đặc điểm của Tiristor là khi van đó mở thỡ làm việc tồn tại tớn hiệu điều khiển nữa hay khụng cũng khụng ảnh hưởng đến dũng qua van. Vỡ thế hạn chế cụng suất của mạch phỏt tớn hiệu điều khiển và giảm tổn thất trờn vựng cực điều khiển tạo ra cỏc tớn hiệu điều khiển trờn vựng cực điều khiển tạo ra cỏc tớn hiệu điều khiển Tristor cú dạng xung
Trong hệ thống truyền động ta dựng cỏc hệ thống phỏt xung điều khiển đồng bộ ,khống chế theo nguyờn tắc pha dứng với sơ đồ khối như sau
Khối 1:Khối đồng bộ hoỏ và phỏt xung răng cưa.Khối này cú nhiệm vụ lấy tớn hiệu động bộ hoỏ và phỏt ra điện ỏp hỡnh răng cưa đưa đến khối so sỏnh
Khối 2:Khối so sỏnh cú nhiệm vụ so sỏnh hai tớn hiệu điện ỏp hỡnh răng cưa URC và điện ỏp điều khiển UĐK để phỏt ra xung điện ỏp đưa tới mạch tạo xung
Khối 3:Khối tạo xung cú nhiệm vụ tạo ra cac xung điều khiển - U1 : là điện ỏp lưới xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu
- Urc : điện ỏp tựa thường cú dạng răng cưa lấy từ đầu ra của khối ĐBH – FXRC
- Uđk : diện ỏp điều khiển , đõy là điện ỏp một chiều được đưa từ ngoài vào dung để điều khiển giỏ trị goc α
- Uđkt : điện ỏp điều khiển Tiristor là chuỗi cỏc xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ thống điều khiển (cũng là đầu ra của khối truyền xung) và được truyền đến cực điều khiển G và Katot K của cỏc Tiristor
*Nguyờn lý làm việc :
Điện ỏp cấp cho mạch động lực BBĐ được đưa đến cỏc mạch đồng bộ hoỏ của khối 1. Đầu ra của mạch đồng bộ hoỏ cú điện ỏp hỡnh sin cựng tần số với điện ỏp nguồn cung cấp và được gọi ỏ điện ỏp đồng bộ. Điện ỏp đồng bộ được đưa vào mạch phỏt xung răng cưa cựng tần số với điện ỏp cung cấp. Điện ỏp răng cưa và điện ỏp điều khiển (thay đổi được trị số ) đưa vào mạch so sỏnh sao cho cực tớnh của chỳng ngược nhau .Tại thời điểm trị số hai điện ỏp này bằng nhau thỡ đầu ra của mạch so sỏnh thay đổi trạng thỏi → xuất hiện xung điện ỏp .Như vậy điện ỏp cú tần số xuất hiện bằng tần số xung răng cưa → bằng với 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 sỏnh , xung này được đưa đến cực Tiristor để mở van .Do xung đầu ra của mạch so sỏnh khụng đủ độ rộng và biờn để mở van vỡ vậy người ta sử dụng mạch khuếch đại và truyền xung .Nhờ đú mà cỏc xung ra của mạch này đủ điều kiện mở chắc chắn cỏc Tiristor
1.Mạch động lực và phỏt xung răng cưa
- Mạch đồng bộ hoỏ dựng để tạo ra điện ỏp đồng bộ với điện ỏp xoay chiều cấp cho mạch chỉnh lưu.Trong sơ đồ chỳng ta sử dụng sau là sơ đồ 3 pha nờn điện ỏp động bộ dịch pha π6
với điện ỏp U1
Khõu đồng bộ hoỏ cú nhiệm vụ tạo ra điện ỏp tựa Urc trựng pha với điện ỏp Anot của Tiristor
R2 C C U2 OA1 B R3 Tr1 U ra U1 R1 OA2 t t t UA UB Urc
Khi Tn1 khoỏ trong nửa chu kỳ dương tụ C được nạp bởi dũng ra của KĐTT Điện ỏp trờn tụ Urc = Uc tăng tuyến tớnh
Khi Tn1 mở (nửa chu kỳ kế tiếpcủa điện ỏp nguồn tụ C phúng điện nhanh qua Tn1 mở (nửa chu kỳ kế tiếp của điện ỏp nguồn tụ C phúng điện nhanh qua Tn1,triệt tiờu điện ỏp)
Khi điện ỏp ra >0 qua KĐTT OA1→ Ub >0
→Tn1 khoỏ →tụ nạp bởi dũng ra của OA2
Khi điện ỏp Ua < 0 qua KĐTT OA1 thỡ điện ỏp ra của UA1 cú Ub < 0 làm cho Tn1 mở
Triệt tiờu điện ỏp Urc = 0
- Mạch tạo xung răng cưa : khi cú tụ nạp điện thỡ tạo ra sườn trỏi cũn khi tụ phúng điện thỡ tạo ra sườn phải
Cú nhiệm vụ nhận tớn hiệu điện ỏp răng cưa và điện ỏp điều khiển cú nhiệm vụ so sỏnh giữa điện ỏp tựa và điện ỏp điều khiển
- Tớn hiệu điều khiển là nguồn ỏp 1 chiều cú thể thay đổi được trị số
- Tớn hiệu răng cưa (là đầu ra của khối đồng bộ hoỏ và phỏt xung răng cưa) Hai tớn hiệu này ngược cực tớnh nhau
Tại thời điểm 2 tớn hiệu này bằng nhau về trị số thỡ đầu ra của khối so sỏnh xuất hiện xung điều khiển
Khõu so sỏnh cú thể thực hiện bằng cỏch sủ dụng Transitor hoặc sủ dụng khuếch đại thuật toỏn.Ta sủ dụng KĐTT
OA3R4 R4 R5 -UCC +UCC U ra wt wt R0 U USS
Do bảo vệ đầu ra của mạch so sỏnh OA3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điện ỏp điều khiển Uđk là tớn hiệu ra mạch khuếch đại trung gian Điện ỏp răng cưa được tổng hợp trờn R4
Điện ỏp điều khiển được tổng hợp trờn R4
Khõu so sỏnh ,so sỏnh điện ỏp răng cưa và điện ỏp chủ đạo cú cỏc trường hợp + Urc + Uđk < 0→Ura > 0
→khuếch đại thuật toỏn cú mức bóo hoà dương
+ Urc +Udk >0→Ura <0
→khuếch đại thuật toỏn cú mức bóo hoà õm + Urc +Udk =0 →bắt đầu trạng thỏi
Vậy điện ỏp ra của khõu so sỏnh là dạng xung cú hai mức bóo hoà dương hoặc õm .Cỏc xung điện ỏp này được đưa tới đầu vào của khõu tạo xung
3.Khối tạo xung
Để đảm bảo cho xung ra cú độ chớnh xỏc của thời điểm xuất hiện xung.Sự đối xứng của cỏc xung ở cỏc kờnh khỏc nhau thỡ người ta thường thiết kế cỏc khõu so sỏnh làm việc với cụng suất nhỏ
Từ nguyờn lý làm việc của mạch ta thấy: xung đầu ra của mạch so sỏnh cú độ dài khụng thống nhất và phụ thuộc vào cỏc thời điểm xuất hiện xung. Điều này tăng tổn thất trong mạch hoặc khụng đủ tin cậy để mở van mặt khỏc tớn hiệu ra của khõu so sỏnh thường cú cụng suất nhỏ (độ nhạy tỏc động xung tăng do đú cần cần mạch tạo xung để sửa xung, khuếch đại xung,truyền xung) + Khõu khuếch đại cú nhiệm vụ để tăng cụng suất của xung điều khiển để đảm bảo mở van. Đưa xung điều khiển đến cực điều khiển của van
Cú hai phương phỏp truyền xung:
- Truyền xung trực tiếp:Xung đầu ra của mạch tạo xung được đưa đến cực điều khiển của van .Do liờn hệ giữa mạch phỏt xung và mạch điều khiển là rrực tiếp về điện nờn rất nguy hiểm do đú rất ớt được sử dụng
- Truyền xung giỏn tiếp:Là truyền xung qua mỏy biến xung.Phương phỏp này cú nhiều ưu điểm nờn được sử dụng rộng rói.Sơ đồ mạch khuếch đại và truyền xung dựng Trasitor nối nối tiếp vào mỏy điện ỏp xung( dung Transitor nối Đalingtơn)
Ưu điểm: Đảm bảo sự cỏch ly tốt về điện giữa mạch động lực và mạch điều khiển Dễ dàng thực hiện truyền đồng thời cỏc xung đến Tiristor hoặc Transitor mắc nối tiếp hoặc song song bằng cỏch dung mỏy biến ỏp xung nhiều cuộn thứ cấp
Dễ dàng phối hợp thực hiện giữa điện ỏp nguồn cung cấp cho từng khuyếch đại cụng suất xung và biờn độ xung cần thiết trờn cực điều khiển Ti hoặc Tn nhờ việc chọn tỷ số biến ỏp xung hợp lý
Ur D1 Tr D2 D3 K Udk G Tr3 R4 +E
Khi Uv = 0 Tr,Tr3 khoỏ →khụng cú xung điều khiển dũng qua sơ cấp BAX = 0 Khi Uv # 0 Tr,Tr3 mở xuất hiện dũng qua sơ cấp biến ỏp xung cảm ứng sang thứ cấp BAX→gửi đến G+ 3 , 2Tn Tn E →ω→ Chức năng:
D3 ngăn khụng cho xung õm từ mạch động lực về G+
Tn3,Tn2 khuếch đại cụng suất xung vào Tạo xung chum điều khiển
Đối với một số sơ đồ mạch, để giảm cụng suất cho tầng khuếch đại,tăng số lượng xung kớch mở(nhằm đảm bảo Ti mở một cỏch chắc chắn khi Ti chất lượng xấu) và đệm xung điều khiển của chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng,người ta hay phỏt xung chum Ti.Nguyờn tắc phỏt xung chum là trước khi vào tầng khuếch đại ta đưa chốn them một cổng Và( AND ) với tớn hiệu nhận từ tầng so snỏh và từ bộ phỏt xung chựm
4.Thiết kế mạch tổng hợp và khuếch đại cỏc tớn hiệu điều khiển,mạch tạo điện ỏp chủ đạo
Nhằm giỳp hệ thống truyền động làm việc với tốc độ ổn định và đồng thời cú thể điều chỉnh được tốc độ động cơ ta phải thiết kế mạch khuếch đại trung gian được biểu diễn như sau