Qua quỏ trỡnh phõn tớch ta thấy hệ truyền động điều khiển bằng điện trở tuy đơn giản nhưng gõy tổn hao năng lượng lớn, khụng phự hợp với xe nõng chuyển tự hành. Việc đưa bộ điều chế độ rộng xung vào quỏ trỡnh điều chỉnh hệ truyền động chạy xe nõng cú nhiều ưu điểm. Khắc phục được cỏc hạn chế về kỹ thuật của bộ điều chỉnh điện trở và quan trọng hơn cả là giảm được năng lượng tiờu hao.
Qua cỏc phương ỏn đó nờu trờn ta chọn bộ băm xung ỏp một chiều nối tiếp để điều khiển van mạch lực vỡ nú cú những ưu điểm:
- Dũng qua tải luụn là liờn tục, do đú tạo điều kiện tốt cho động cơ hoạt động ờm. - Cú thể thực hiện quỏ trỡnh hóm tỏi sinh năng lượng.
Cỏc thụng số của xe:
Tải trọng nõng: 2950kg; Điện ỏp nguồn ắc quy: 48v; Cụng suất mụ tơ nõng: 8,2kW; Động cơ chạy xe:
Uđm = 48V; Iđm = 60A; nđm = 750v/p; Rư = 0,2Ω; Lư = 0,01H;
Dải điều chỉnh D = 25/1;Pđm = 5 kW
Với tần số làm việc thụng thường là f = 1000Hz, T = 10-3 s. Ta chọn sơ đồ mạch lực là bộ BXMC nối tiếp.
Trong sơ đồ ta chọn van bỏn dẫn là IGBT vỡ:
- Theo nguyờn lý hoạt động của bộ băm xung ta thấy rằng van bỏn dẫn thớch hợp cho bộ biến đổi này phải là van cho phộp điều khiển được cả mở và khoỏ, tức là van điều khiển hoàn toàn.
- Loại van bỏn dẫn điều khiển như tiristor là khụng phự hợp vỡ ở đõy van phải làm việc với điện ỏp một chiều và luụn là chiều thuận, do vậy khụng cũn giai đoạn điện ỏp õm của nguồn điện để khoỏ tiristor như trong mạch chỉnh lưu hay điện ỏp xoay chiều.
- IGBT là phần tử kết hợp khả năng đúng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu quỏ tải lớn của tranzitor thường, tần số băm điện ỏp cao thỡ làm cho động cơ chạy ờm hơn.
- IGBT cú ưu điểm vượt trội là khả năng đúng cắt tốt, mạch điều khiển đơn giản và cụng suất điều khiển lại khỏ nhỏ đến mức cú thể IC hoỏ phần điều khiển; hơn nữa cụng nghệ chế tạo chỳng cũng khụng quỏ phức tạp.
Hỡnh 3.1. Sơ đồ nguyờn lý mạch BXMC nối tiếp
Chọn van mạch lực:
Việc chọn van bỏn dẫn mạch lực được chọn theo cỏc thụng số cơ bản của van. Hai thụng số cơ bản để chọn van là:
- Giỏ trị dũng điện trung bỡnh lớn nhất của van. Đõy là giỏ trị dũng lớn nhất mà van cú thể chịu được ứng với chế độ làm mỏt tốt nhất cho van (chế độ lý tưởng). Trong thực tế, khụng đạt được điều kiện làm mỏt lý tưởng nờn việc sử dụng van khụng được quỏ giỏ trị này.
- Giỏ trị biờn độ điện ỏp ngược lớn nhất cho phộp đặt lờn van (Ungược max); nếu vượt quỏ giỏ trị này thỡ van bị chọc thủng.
Theo cỏc biểu thức gần đỳng cú:
Dũng điện qua IGBT lớn nhất khi γ = γmax = 1: IIGBT = γmax.Itmax = 1.60 =60 (A) Dũng điện qua van điụt lớn nhất khi γ = γmin = 0:
ID = (1- γmin )Itmax = 60 (A)
Chọn chế độ làm mỏt là van cú cỏnh toả nhiệt với đủ diện tớch bề mặt và cú quạt thụng giú, khi đú dũng điện làm việc cho phộp chạy qua van lờn tới 50%Iđmv.
Lỳc đú dũng điện qua van cần chọn là:
IđmV = kiIvmax = 60/0,5 = 120 (A)
Chỉ tiờu điện ỏp mà hai van phải chịu được đều bằng U = 48V. Ta chọn IGBT và điụt với cỏc thụng số như sau:
Điụt:
Loại Imax (A) Un (v) ipik (A) ΔU (v) Ith(A) Tcp (˚C)
1N1476 150 300 1,5 150 190 IGBT: Ut L Rt Tr D E
Loại Nhà SX Ic max (A) Vces (v) Pd max (W) Vces (sat) Ices (àA)
GA200SA60U IR 200 600 500 1,90 1000
Chương IV. THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 4.1. Nguyờn lý điều khiển (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mạch điều khiển băm ỏp một chiều cú nhiệm vụ xỏc định thời điểm mở và khúa van bỏn dẫn trong một chu kỳ chuyển mạch. Điện ỏp tải khi điều khiển được tớnh : Utải = γ. U1 Trong đú: CK d k d d T t t t t = + = γ
td, tk, Tck: Thời gian dẫn, khoỏ van bỏn dẫn, chu kỡ đúng cắt. U1: điện ỏp nguồn một chiều.
Mạch điều khiển cần đỏp ứng yờu cầu điều khiển γ bằng cỏc lệnh theo một nguyờn tắc nào đú. Để điều khiển γ với chu kỡ đúng cắt Tck khụng đổi cần phải điều khiển khoảng thời gian dẫn của van bỏn dẫn trong chu kỡ đúng cắt.
Hỡnh 4.1. Nguyờn lý điều khiển băm ỏp một chiều
Nguyờn lý điều khiển thời gian dẫn của cỏc van bỏn dẫn trong băm ỏp một chiều cú thể thực hiện như sau:
Tạo một điện ỏp tựa dạng điện ỏp răng cưa (hay điện ỏp tam giỏc) với một tần số f xỏc định khỏ cao. Dựng một điện ỏp một chiều (làm điện ỏp điều khiển) so
sỏnh với điện ỏp tựa. Tại thời điểm điện ỏp tựa bằng điện ỏp điều khiển thỡ phỏt lệnh mở hoặc khoỏ van bỏn dẫn.
Điện ỏp tựa Urc so sỏnh với điện ỏp điều khiển Uđk. Tại cỏc thời điểm 0, t1, t2...Urc = Uđk sẽ phỏt lệnh mở hay khoỏ van bỏn dẫn. Tại cỏc sườn lờn của điện ỏp tựa Urc phỏt lệnh mở van bỏn dẫn, tại sườn xuống của Urc sẽ phỏt lệnh khoỏ van thỡ cỏch đú cỏc van bỏn dẫn sẽ mở tại 0, t2, t4..., và khoỏ tại t1, t3 t5...
Độ rộng xung điện ỏp tải được điều khiển khi điều chỉnh điện ỏp điều khiển Uđk. Trờn hỡnh tăng Uđk sẽ giảm γ và giảm điện ỏp ra. Nghĩa là trong trường hợp này Uđk và Utải nghịch biến.