Mạch khuếch đại trung gian là mạch điện để tạo ra tín hiệu điện áp điều khiển (uđk) gởi tới mạch điều khiển. Điện áp uđk là điện áp 1 chiều có thể thay đổi đƣợc biên đội để điều chỉnh tốc độ của động cơ. Ngoài ra mạch khuếch đại trung gian còn có nhiệm vụ tự động ổn định tốc độ của động cơ, tự động hạn chế dòng điện phần ứng động cơ và có khả năng điều khiển đảo chiều quay của động cơ. Việc đảo chiều quay của động cơ (đảo chiều dòng điện phần ứng động cơ) đƣợc thực hiện bằng cách đảo chiều tín hiệu đầu vào (ucđ) của mạch khuếch đại trung gian. Đối với hệ thống ta đang thiết có yêu cầu điều khiển theo công nghệ của phụ tải mà động cơ truyền động thì điện áp chủ đạo ucđ phải đƣợc sử lý qua mạch đầu vào để tạo tín hiệu phù hợp công nghệ.
a) mạch vòng tự động điều chỉnh tốc độ.
Mạch vòng tự động điều chỉnh tốc độ có chức năng giữ ổn định tốc độ của động cơ trong 1 vùng giới hạn giá trị đã đặt. Sơ đồ nguyên lý của mạch nhƣ hình vẽ 2.38.
Trong đó (-n) là tín hiệu phản hồi âm tốc tốc độ đƣợc lấy qua mạch phần ứng của máy phát tốc (FT) 1 chiều.
Mạch sử dụng các vi mạch khuếch đại thuật toán IC1, IC2, IC3, kết hợp các đi ốt, điện trở chức năng tạo thành các khâu khuếch đại.
Nguyên lý làm việc của mạch vòng tự động điều chỉnh tốc độ
CI1 CI2 CI2 CI3 - - - + + + R2 R1 Ucđ n D1 D2 D3 +ucc -ucc -ucc -ucc +ucc +ucc D4 R4 R8 D5 D6 R7 R6 R5 R3 Hình 2.38
Tín hiệu đặt (ucđ) kết hợp với tín hiệu phản hồi âm tốc độ (-n) đƣa tới đấu vào đảo của khuếch đại thuật toán IC1. Ở chế độ xác lập thì ucđ và n luôn ngƣợc cực tính. Khi làm việc với chiều quay thuận thì IC1 kết hợp với IC2 làm việc ở chế độ khuếch đại còn ở chiều quay ngƣợc thì IC1 kết hợp với IC3 làm việc ở chế độ khuếch đại.
Đối với chiều quay thuân của động cơ (ucđ >0) , thì tín hiệu đầu ra IC1 là urIC1 = - k1(ucđ - n) và với chiều quay ngƣợc (ucđ < 0 ), tín hiệu đầu ra của IC1 là urIC1 = - k1(-ucđ - n). Tín hiệu ra của IC1 là tín hiệu vào của IC2 hoặc IC3. Ngoài ra tín hiệu ở đây (u'
cđ = un) đƣợc đƣa tới mạch khống chế logic và tạo trễ tín hiệu. Các đi ốt D3 và D4 có tác dụng để khống chế sự làm việc không đồng thời của IC2 và IC3. Ở chiều quay thuận ucđ > 0, khống chế sao cho ucđ- n >0 dẫn đến un1 < 0 sẽ thông mạch D3 tới đầu vào IC2 , ở chiều quay ngƣợc thì ngƣợc lại (un1 > 0) nên thông mạch qua D4 tới đầu vào IC3.Các khuếch đại thuật toán IC2 và IC3 cùng có thể có hệ số khuếch đại bằng k2 nên ta có điện áp ra của mạch tự động ổn định tốc độ có giá số phụ thuộc vào các hệ số khuếch đại: k1, k2.
urn = -k1.(-k2).(ucđ - n) đối với chiều quay thuận. urn =-k1 .k2.(-ucđ - n) đối với chiều quay ngƣợc.
Nhƣ vậy đối với mạch thiết kế nhƣ trên ta có urn >0 trong cả 2 chiều quay thuận và ngƣợc, nó sẽ đƣợc tổng hợp với tín hiệu phản hòi âm dòng có ngắt để lấy ra tín hiêu điều khiển.
b) Mạch vòng tự động hạn chế dòng điện có ngắt:
Sử dụng mạch vòng này có tác dụng để hạn chế sự gia tăng lớn quá mức cho phép của dòng điện mạch phần ứng động cơ.
R12R13 R13 R11 R9 R10 • IC4 • • • • -ucc D7 +ucc -um I Hình 2.39
Nguyên lý làm việc của mạch vòng tự đông hạn chế dòng điện có ngắt: Tín hiệu phản hòi âm dòng điện(I) đƣợc lấy ra thông qua máy biến dòng (TI) rồi chuyển ra dạng tƣơng đƣơng là điện áp 1 chiều thông qua mach chỉnh lƣu không điều khiển cầu 3 pha. Lấy ra trị số I > 0 đem so sánh với một lƣợng đặt (-um). Hiệu số điện áp
u= I-um là tín hiệu đầu vào đảo của khuếch đai thuật toán IC4. Khuếch đại thuật toán IC4 làm việc ở chế độ khuếch đại. Tín hiệu đầu ra của IC4 đƣợc tổng hợp với tín hiệu ra của mạch vòng tự động ổn định tốc độ qua đi ốt D7 mắc nhƣ hình vẽ có tác dụng ngăn không cho khâu ngắt
dòng tham gia vào mạch khi dòng điện giảm nhỏ (u < 0) mà chỉ cho tác động khi dòng tăng lớn hơn mức ngƣỡng(u=I-um > 0 ).
Nhƣ vậy mạch vòng này chỉ có tác dụng để hạn chế sợ tăng quá mức của dòng điện chỡng không có tác dụng vào mạch khi hệ thống làm ổn định.