Chương 5 : thiết kế hệ thống lò xấy gỗ tự động
5.2 Thiết kế hệ thống công suất
5.2.2 Thiết kế mạch điều khiển
* Nguyên lý hoạt động của Thyristor
Thyristor sẽ đ ợc mở khi có điện áp thuận ,nghiã là khi có hiệu điện áp giữa Anod và Catod là d ơng và đồng thời có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G của nó và có dịng :
Ig > Igst Ig: Dòng điều khiển .
Igst:Giá trị giới hạn dòng điều khiển .
Khi muốn đóng Thyristor phải đặt điện áp ng ợc lên hai đầu Anod và Catod UAK<0. Phải chú ý là trong bất cứ tr ờng hợp nào thì cũng khơng đ ợc đặt Thyristor d ới điện áp thuận khi Thyristor ch a bị khố ,nếu khơng có thể gây lên hiện t ợng nguồn bị ngắn mạch.
Trong đó α là góc mở của Thyristor,tức là góc lệch kể từ thời điểm ban đầu
của nửa chu kì của dịng xoay chiều cho đến thời điểm mở Thyristor ,thời điểm này chính là thời điểm phát xung điều khiển,ta có thể thay đổi thời điểm phát xung điều khiển làm thay đổi góc mở của Thyristor, tức là thay đổi công suất α cung cấp cho sợi đốt lò.Việc điều khiển thời điểm phát xung cho van Thyristor
91
đ ợc thực hiện bằng bộ phát xung răng c a XR,bộ so sánh SS và bộ phát xung mở Thyristor FX.
Mạch tạo xung điều khiển bao gồm mạch tạo xung răng c a đồng pha với điện
áp nguồn cung cấp cho sợi đốt thông qua Thyristor ,mạch so sánh thực hiện việc so sánh xung răng c a với tín hiệu điện áp điều khiển và phát xung điều khiển Thyristor.
* Nguyên lý mạch điều khiển :
Mạch bao gồm khâu tạo xung răng c a, khâu so sánh và khâu phát tín hiệu xung điều khiển.
Mạch tạo nguồn :
hình 5.2 Mạch tạo nguồn điêu khiển1
Để tạo xung điều khiển Thyristor trong cả hai chu kì của điện áp l ới thì phải có khâu đồng pha để khi phát xung điều khiển đạt đ ợc thời điểm mở Thyristor
92
khi qua chỉnh l u cầu ba pha tạo ra điện áp một chiều cho bộ điều khiển bao gồm các nguồn: 5V DC, 12V DC và 12V DC-
Mạch tạo xung răng c a :
Hình 5.22 Mạch tạo xung răng c a
Mạch tạo xung răng c a có chức năng tạo ra xung điện áp chuẩn cho mạch điều khiển.yêu cầu đối với xung răng c a là có biên độ là 5V,s ờn tr ớc của xung phải dốc đứng ,còn s ờn sau phải dốc bằng phẳng.để đáp ứng u cầu đó thì thời gian nạp tụ phải nhanh trong khi thời gian phóng tụ phải lớn .trong đồ án này ta
chọn transistor là C828. Hằng số thời gian phóng tụ đ ợc tính theo cơng thức
T = R*C
Chọn R =330 k , C= 100 nF Mạch so sánh .
Mạch so sánh có nhiệm vụ so sánh giữa giá trị điện áp răng c a và điện áp điều khiển.Tại thời điểm hai điện áp cân bằng thì tín hiệu mạch so sánh chuyển mức. Khuyếch đại thuật toán dùng LM339 đ ợc sử dụng làm bộ so sánh độ rộng
của xung vuông quyết định thời điểm mở góc α qua đó quyết định dịng cơng suất
93
Hình 5.2 Mạch so sánh3 Mạch điều khiển thyristor:
Đối với các mạch điều khiển Thyristor truyền thống th ờng dùng biến áp xung để điều khiển .Tuy nhiên ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học các bộ điều khiển thyristor dùng bộ cách ly quang ngày càng đ ợc áp dụng phổ biến do các u điểm nổi bật của nó đó là nhỏ gọn , cách lý mạch lực và mạch điều khiển, giá thành thấp . Trong mạch ta dùng IC quang là MOC3021 điện trở R2 và R5 có
nhiệm vụ hạn chế dịng khi thyristor đóng. một mạch RC có chức năng hạn chế xung nhọn tại thời điểm bắt đầu mở van.
94
Kết quả thực nghiệm:
95
96