D. THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYấN Lí CHO TỪNG KHỐI CHỨC NĂNG
6. Thiết kế mạch lụgớc đảo chiều khi điều khiển riờng rẽ BBĐ
Do phương phỏp đảo chiều hệ thống truyền động là dựng phương phỏp điều khiển độc lập. Khi cần tớn hiệu dũng qua tải theo chiều thuận thỡ bộ biến đổi thuận được cấp xung điều khiển và làm việc cũn bộ chỉnh lưu ngược khụng được cấp xung nờn nghỉ làm việc. Khi cần động cơ quay ngược ta cấp xung điều khiển cho bộ chỉnh lưu ngược đồng thời cắt xung cho bộ chỉnh lưu thuận. Nh vậy khi bộ biến đụỉ đảo chiều thỡ chỉ cú 1 trong 2 sơ đồ BBĐ làm việc cũn sơ đồ kia thỡ nghỉ hoàn toàn.
Để thực hiện trật tự hoạt động của bộ phỏt xung thỡ ta đưa tớn hiệu lụgớc đến để đảm bảo thời điểm phỏt xung cho BBĐ này khi bộ BBĐ kia đó hoàn toàn ngừng làm việc. Nhưng để đảm bảo tớn hiệu lụgớc đưa đến bộ điều khiển phỏt xung điều khiển cho BBĐ này khi cỏc van của BBĐ kia đó khoỏ hoàn toàn thỡ ta cú thể sử dụng mạch kiểm tra dẫn của cỏc van.
Để tạo ra thời điểm gửi xung khi cỏc van đó hoàn toàn ngừng làm việc thỡ ta cú thể sử dụng mạch lụgớc nh sau.
Trong sơ đồ này ta cú cỏc phần mạch điện đảm nhận cỏc chức năng khỏc nhau
nh sau :
Cỏc Photo – Triac (TO1, TO2, TO3) cỏc tranzitor Tr11 và Tr12, cỏc cầu chỉnh lưu một pha khụng điều khiển CL1, CL2, CL3 và cỏc điện trở Ra, Rb, Rc ,R17, R18, R19, R20, R21 là cỏc phần tử kiểm tra trạng thỏi của cỏc van trong hai sơ đồ chỉnh lưu thuận ngược của BBĐ đảo chiều. Chỉ khi tất cả cỏc van khụng dẫn dũng thỡ CL1, CL2, CL3 đều cú điện ỏp thỡ tất cả TO1, TO2, TO3 đều dẫn dũng nờn khụng cú điện ỏp định thiờn cho Tr11, Tr12 nờn chỳng đều khúa và trờn cực gúp của chỳng mới cú
Sinh Viờn : Lờ Văn Bỡnh Trường ĐH Kỹ Thuật Cụng nghiệp
thể cú mức logic “1”. Ngoài ra trong phần này cũn cú thờm phần tử khỏc nh tụ C4, C5 cỏc điốt D9, D10 mà chỳng đúng vai trũ nh mạch trễ cú tớnh chọn lọc để đảm bảo khống chế quỏ trỡnh đảo chiều một cỏch an toàn nhất.
Khuếch đại thuật toỏn IC3 đảm bảo cho mức tớn hiệu trờn đầu ra của nú cú mức logic “1” khi tớn hiệu vào Ukc < 0 và cú mức logic “0” khi Ukc > 0.
Vi mạch IC gồm 4 mạch và đảo 2 đầu vào mắc nh một Trigơ D, nú kết hợp với hai vi mạch IC mỗi vi mạch gồm 4 mạch và đảo tạo thành mạch khống chế đảo chiều dũng tải BBĐ.
* Cỏc tớn hiệu đầu vào gồm cú :
- Tớn hiệu hiệu khống chế chiều dũng BBĐ là Ukc, Khi Ukc < 0 thỡ yờu cầu cho phộp phỏt xung cho bộ chỉnh lưu thuận làm việc (hạ điện cực LHQ xuống), cũn ngược lại khi Ukc ≥ 0 thỡ bỏo cho phộp phỏt xung cho bộ chỉnh lưu ngược làm việc (nõng điện cực LHQ lờn).
- Tớn hiệu bỏo cú xung ở đầu ra mạch sửa xung, khi cú xung thỡ đầu vào mạch đảo NOT0 cú mức logic “1” và đầu ra của mạch đảo NOT0 sẽ cú mức logic “0” và chưa cho phộp cỏc đầu ra của Trigơ D chuyển trạng thỏi, tức là chưa cho phộp đảo chiều.
TO3CL3 CL3 C C 0 Tín hiệu khống chế cắt các xung trƯớc khi đảo chiều. Tín hiệu báo còn xung
lấy từ đầu ra mạch sửa xung.
Rc Rb C B A Ra C
Đầu nối chung của một nhóm van (Một đầu của điện áp chỉnh LƯu).
P&9 &9 &5 1 +Ucc NOTo R17 +U & &10 &12 &11 Q &6 2 &8 4 3 &7 R19 D9 R20 R18 cc -U - +IC3 KC U +U TO2 CL2 C CL1 TO1 & & & cc cc C D10 4 12 Tr11 Tr 8 D 5 21 R
- Tớn hiệu bỏo trạng thỏi khúa của cỏc van lấy từ cực gúp (C) của cỏc Tranzitor, tớn hiệu này cú hai mức : Tớn hiệu bỏo trạng thỏi khúa của tất cả cỏc van với thời gian trễ nhỏ (gần như khụng trễ) mắc song song với tớn hiệu bỏo mất xung (tớn hiệu đầu ra mạch đảo NOT0) tớn hiệu này được sử dụng để cắt xung cả hai BBĐ chỉnh lưu (cú thể cắt nguồn cung cấp hoặc khúa mạch so sỏnh hay khúa mạch sửa xung) tớn hiệu bỏo trạng thỏi khúa của tất cả cỏc van với thời gian trễ đủ lớn để cỏc Thiristor phục hồi tớnh chất điều khiển một cỏch chắc chắn, tớn hiệu này mắc song song với tớn hiệu bỏo đó cắt xung qua điốt D10, chỉ khi đủ cả hai tớn hiệu này mới cú thể cho phộp đảo chiều.
- Tớn hiệu bỏo đó cắt xung tất cả cỏc van lấy từ đầu ra của mạch và đảo &12.
Sinh Viờn : Lờ Văn Bỡnh Trường ĐH Kỹ Thuật Cụng nghiệp
- Cỏc tớn hiệu đầu ra của mạch logic gồm hai tớn hiệu chớnh là P và Q và hai tớn hiệu phụ là tớn hiệu lệnh cắt xung đầu ra của mạch và đảo &10 và tớn hiệu thụng bỏo đó cắt xung lấy từ đầu ra của mạch và đảo &12. Cỏc tớn hiệu chớnh ở đầu ra P và Q dựng để khống chế chiều dũng tải của BBĐ chỉnh lưu. Khi P cú mức logic “0” thỡ mạch phỏt xung cho bộ chỉnh lưu thuận làm việc (tất nhiờn lỳc đú Q phải cú mức logic “1”). Cũn khi Q cú mức logic “0” thỡ mạch phỏt xung cho bộ chỉnh lưu ngược làm việc (tất nhiờn lỳc đú P phải cú mức logic “1”). Trong quỏ trỡnh quỏ độ khi chuyển sự làm việc từ bộ chỉnh lưu này sang bộ chỉnh lưu khỏc thỡ cú một khoảng thời gian ngắn cả P và Q đều cú mức logic “1” và đú là lỳc mạch phỏt lệnh ngừng phỏt xung cho cả hai bộ chỉnh lưu.
* Nguyờn lý làm việc của một quỏ trỡnh khống chế đảo chiều.
Giả sử BBĐ đang làm việc với chế độ dũng tải thuận (đang hạ điện cực LHQ tức BBĐ thuận đang được cấp xung điều khiển và đang làm việc), lỳc đú Ukc < 0. Trong trường hợp đú đầu ra của IC3 cú mức logic “1”, đầu ra cỏc mạch và đảo &3 và &7 là cú mức logic “1” cũn đầu ra cỏc mạch và đảo &4 và &8 cú mức logic “0” lỳc đú P cú mức logic “0” và Q cú mức logic “1” tức là cho phộp phỏt xung cho bộ chỉnh lưu thuận làm việc. Cũn chưa cho phộp phỏt xung điều khiển cho bộ chỉnh lưu ngược.
Tại một thời điểm nào đú ta cần đảo chiều dũng tải, ta đảo chiều điều khiển dẫn đến Ukc > 0. Lỳc đú tớn hiệu đầu ra của IC3 cú mức logic “0”, tớn hiệu này được đưa vào một đầu của mạch và đảo &1, lỳc đú vẫn cũn xung nờn đầu ra của phần tử logic NOT0 cú mức logic “0” đưa vào một đầu của mạch và đảo &2 và đầu cũn lại của mạch và đảo &1 nờn đầu ra của mạch và đảo &1 cú mức logic “1”, đưa tới đầu cũn lại của mạch và đảo &2 nờn đầu ra của mạch và đảo &2 cú mức logic “1” thỡ lỳc đú đầu ra của mạch và đảo &3 và &7 cú mức logic “1” nờn P vẫn cú mức logic “0” bộ chỉnh lưu thuận vẫn được phộp phỏt xung và làm việc và đầu ra của mạch và đảo &4 và &8 cú mức logic “0” nờn Q vẫn cú mức logic “1” bộ ngược chưa được phộp phỏt xung và chưa làm việc.
Do sự đổi dấu của tớn hiệu điều khiển Ukc nờn gúc điều khiển của bộ chỉnh lưu thuận tăng lờn rất lớn làm cho dũng tải giảm về bằng khụng (do gúc điều khiển vượt quỏ gúc điều khiển giới hạn của chế độ chỉnh lưu hoặc do sđđ phụ tải lớn hơn điện ỏp trung bỡnh chỉnh lưu), tức là dũng qua cỏc van bộ chỉnh lưu thuận giảm về khụng và cỏc van này bắt đầu khúa lại, dẫn đến cỏc Tranzitor Tr11, Tr12 bắt đầu khúa lại thỡ bờn phớa cực gúp (C) của hai Tranzitor này đều cú mức logic “1” (Trong khoảng thời gian giữa hai xung liền nhauthỡ ở đầu ra mạch sửa xung bằng
khụng nờn điện ỏp đầu ra mạch đảo cú mức 1) đưa đến một đầu vào của mạch và đảo &1 và &2 làm cho đầu ra của mạch và đảo &1 vẫn ở mức logic “1” nhưng đầu ra của mạch và đảo &2 sẽ đổi thành mức logic “0”. Dẫn đến đầu ra của mạch và đảo &3 và &7 đổi thành mức logic “0” nờn P cú mức logic “1” ra lệnh cắt phỏt xung cho bộ chỉnh lưu thuận.
Cũn lỳc đú đầu ra của mạch và đảo &4 và &8 sẽ đổi thành mức logic “1” . Khi thời gian cũn nhỏ hơn thời gian trễ cần thiết thỡ tớn hiệu ở điểm nối chung Anốt của hai điốt D9, D10 ở mức logic “0” và Q vẫn ở mức logic “1” trong khoảng thời gian đú của mạch và đảo &10 vẫn ở mức logic “0” lỳc đú đưa lệnh cắt tất cả cỏc xung tới cả 2 BBĐ thuận và ngược ở đầu ra của mạch sửa xung (tương đương khúa đầu ra mạch sửa xung). Lỳc đú đầu ra của mạch và đảo &12 cú mức logic “1” cho tớn hiệu bỏo đó cắt hết tất cả cỏc xung chắc chắn và tụ C4 được nạp dần.
Khi điện ỏp trờn tụ C4 đạt giỏ trị mức logic “1” của cỏc mạch logic trờn thỡ đầu ra của Q mới bắt đầu chuyển về mức logic “0” và phỏt lệnh cấp xung cho bộ chỉnh lưu ngược làm việc dẫn đến điện ỏp chỉnh lưu ra trờn tải đảo chiều và động cơ quay theo chiều ngược lại (do động cơ một chiều kớch từ độc lập nờn dũng kớch từ cú chiều khụng đổi) và nõng điện cực LHQ dần lờn.
Mạch sẽ tự duy trỡ trạng thỏi làm việc nh vậy cho khi ta phỏt lệnh dừng hoặc đảo chiều (tức là thay đổi dấu Ukc).