1. 3 Giới thiệu thiết bị điện của máy
3.2. Thiết kế mạch phát xung điều khiển
3.2.1. Mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cưa.
Nhiệm vụ: Tạo ra 1 hệ thống các xung có dạng răng cưa tuyến tính xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
Khâu đồng bộ hoá:
Để tạo ra điện áp đồng bộ với điện áp xoay chiều cấp cho mạch chỉnh lưu. Ta có thể sử dụng các mạch phân áp bằng điện trở hay kết hợp giữa điện trở và điện dung, điện cảm. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là không cách ly được điện áp cao giữa mạch điều khiển và mạch động lực, do vậy ít được sử dụng.
Phương pháp phổ biến hiện nay là sử dụng biến áp đồng bộ trong đó cuộn sơ cấp được nối vào lưới còn thứ cấp là điện áp đồng bộ.
Khâu phát xung răng cưa :
Để tạo ra một hệ thống các xung xuất hiện lặp đi lặp lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu và điều khiển được thời điểm xuất hiện xung trong mỗi chu kỳ, ta phải sử dụng các mạch phát xung phát ra điện áp dạng răng cưa. Đó là mạch đồng bộ hoá và phát xung răng cưa.
Có rất nhiều loại mạch điện để tạo ra xung răng cưa nhưng trong trường hợp này chọn khâu đồng bộ hoá sau :
Thiết bị của mạch gồm :
- BAĐ là máy biến áp đồng bộ xoay chiều một pha gồm một cuộn dây pha sơ cấp và hai cuộn dây pha thứ cấp có cực tính ngược nhau. Để lấy tín hiệu đồng bộ và hai cuộn dây pha thứ cấp còn lại độc lập với hai cuộn dây trên dùng để cung cấp điện áp nguồn nuôi cho mạch điều khiển.
- Trên mạch ra của cuộn dây thứ cấp lấy tín hiệu đồng bộ có các phần tử là mạch tạo điện áp răng cưa, trong đó :
+ Mạch gồm Tr1, ĐZ, R4, R1, R2, biến trở R3, C1 + IC thuật toán A1, A2.
U1 U1 R1 A1 R3 Ðz Tr1 C1 A2 Urc R2
Hình 3.3 : Khâu đồng bộ hóa phát xung răng cưa Nguyên lý làm việc của khâu đồng bộ hóa và phát xung răng cưa :
Điện áp vào đầu sơ cấp máy biến áp có dạng hình sin trùng pha với điện áp anot của tiristor qua khếch đại thuật toán A1 tạo xung chữ nhật đối xứng Ub, phần dương của điện áp chữ nhật qua Đz tới A2 tích phân thành điện áp tựa Urc. Còn phần âm của xung điện áp làm tranzitor mở nên A2 bị ngắn mạch, điện áp Urc = 0, trong vùng điện áp Ub âm . trên đầu ra của A2 chúng ta có chuỗi điện áp Urc gián đoạn.
3.2.2. Khâu so sánh.
Khâu so sánh có nhiệm vụ so sánh giữa điện áp Urc và điện áp Udk, tìm thời điểm hai điện áp này bằng nhau (Urc = Udk ). Tại thời điểm hai điện áp này bằng nhau, thì phát xung ở đầu ra để gửi sang tầng khuếch đại.
Việc so sánh ta chọn dùng khuếch đại thuật toán vì KĐTT có hệ số khuếch đại vô cùng lớn, chỉ cần một tín hiệu nhỏ ở đầu vào, đầu ra có tín hiệu điện áp nguồn nuôi, nên chọn KĐTT là hợp lý.
R5 R4 A3 Udk Urc Ura Hình 3.4 :Sơ đồ khâu so sánh
+ Thiết bị của mạch gồm :
- IC1 là IC khuyếch đại thuật toán có nhiệm vụ khuyếch đại và so sánh tín hiệu URC và Uđk. URC là điện áp răng ca có chu kỳ theo điện áp thuận đặt lên các van ở mạch động lực, còn Uđk là điện áp điều khiển.
- Điện trở R1, R2. + Nguyên lý làm việc :
Các điện áp răng cưa URC và điện áp điều khiển Uđk được đưa vào mạch so sánh với cực tính khác nhau.
Cụ thể trên sơ đồ ta có URC > 0 còn Uđk < 0 , IC thuật toán làm nhiệm vụ so sánh và tại thời điểm URC =Udk thì đầu ra khối so sánh Ura sẻ thay đổi trạng
thái cụ thể : Khi:
URC >Udk : Ura < 0 ↔ α < 900
URC <Udk : Ura > 0 ↔ α > 900
URC =Udk : Ura đổi chiều.
Như vậy điện áp của khâu so sánh là dạng xung có 2 mức bão hào dương và bão hoà âm. Các xung điện áp này được đưa tới đầu vào khâu tạo xung
Quá trình này được mô tả trên giản đồ điện áp của mạch điều khiển. U Udk 0 Ura 0 Hình 3.5 :Giản đồ điện áp