PHẦN II : THIẾT KẾ MẠCH ĐỘNG LỰC
PHẦN III : THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
3.2. Thiết kế mạch phát xung điều khiển các van chỉnh lưu
3.2.1. Lựa chọn phương pháp phát xung điều khiển các van chỉnh lưu
a) Giới thiệu chung
Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điều khiển cho các bộ biến đổi phụ thuộc theo nguyên tắc điều khiển pha đứng chỉ trên Hình 3.1. Trong các bộ biến đổi phụ thuộc các tiristo được điều khiển mở bởi các xung tại các thời điểm, chậm pha so với điểm chuyển mạch tự nhiên một góc α, gọi là góc điều khiển. Điểm chuyển mạch tự nhiên có thể là các điểm điện áp nguồn qua không (chỉnh lưu một pha) hoặc các điểm điện áp nguồn cắt nhau (chinh lưu ba pha). Vì vậy khâu đầu tiên trong hệ thống điều khiển
là khâu đồng pha,khâu đồng pha có nhiệm vụ tạo ra hệ thống điện áp tựa, đồng bộ với điện áp lưới, nghĩa là cho phép xác định giá trị đầu của góc điều khiển α
Hình 3.1. Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển cho bộ biến đổi
Đối với các chỉnh lưu có điều khiển thường yêu cầu góc điều khiển α thay đổi trong tồn bộ dải 0÷180º. Tuy vậy do các chế độ làm việc hạn chế sự thay đổi góc điều khiển, sơ đồ phải có khả năng áp đặt phạm vi điều chỉnh của góc α trong phạm vi cho phép, αmin÷αmax , khơng phụ thuộc sự thay đổi của điện áp lưới. Điều này minh hoạ trên Hình 3.2
Hình 3.2. Giới hạn góc điều khiển α
Khâu tạo xung và khuyếch đại xung sẽ tạo ra xung có đủ biên độ, độ rộng để đưa đến các tiristo trong mạch lực. Xung truyền đến cực điều khiển của tiristo qua các mạch cách ly dùng biến áp xung hoặc các phần tử photocoupler
b. Các yêu cầu đối với xung điều khiển các thyristor
Yêu cầu về tín hiệu điều khiển tiristor:
+ Đủ cơng suất thể hiện biên độ điện áp (UGK), dịng điện (IGK).
+ Độ rộng xung là một yêu cầu quan trọng để đảm bảo dòng IV vượt qua giá trị
dịng duy trì Ih, để khi ngắt xung van vẫn giữ được trạng thái dẫn. Thực tế, độ rộng xung điều khiển chỉ cần cỡ 300-500µs là đảm bảo mở van với các dạng tải.
+ Có sườn xung dốc đứng để mở van chính xác vào thời điểm quy định, thường tốc độ tăng điện áp điều khiển phải đạt 10V/µs, tốc độ tăng dịng điều khiển 0,1A/µs.
Chú ý: Đối với sơ đồ 3 pha thì thời điểm mở tự nhiên của các van điều chậm sau 30o điện. Vì điện áp UAK là điện áp dây. Vì vậy trong mạch phát xung điều khiển cần có thêm khâu dịch pha.
c. Lựa chọn mạch phát xung cho hệ thống.
Hiện nay trong cơng nghiệp có 2 loại mạch phát xung chủ yếu : + Mạch phát xung số
+ Mạch phát xung tương tự
Do một số ưu điểm của mạch phát xung số so với mạch phát xung tương tự như: + Hạn chế tính tốn linh kiện điện tử dẫn đến dễ gây sai số nhiều với chất lượng mình mong muốn.
+ Giảm được quá trình thiết kế và gia công mạch phát xung cụ thể : Ghép nối, hàn linh kiện trên board mạch.
+ Giảm thời gian tác động, giảm quán tính hệ thống
Vậy ở đồ án này em sẽ thiết kế mạch phát xung số, tức là khơng sử dụng các linh kiện rời rạc mà tích hợp trên một board mạch, việc tạo xung điều khiển hoàn toàn dựa trên các thuật tốn và phát triển thành các dịng lệnh (hay code) rồi dùng một vi xử lý để thực hiện q trình chuyển hóa đó.
Do Arduino được thiết kế chuyên biệt dành cho những người không chuyên về điện tử vẫn có thể làm được. Khơng phải mất thời gian ở giai đoạn “làm mạch”, mọi thứ đã có sẵn và bạn chỉ cần tập trung cho phần điều khiển. Nếu có gì đó khơng ổn xảy ra, cũng sẽ đỡ mất thời gian hơn cho việc rà soát lỗi ở phần mạch, mọi lỗi sẽ nằm ở code.
Arduino rất dễ sử dụng, trực quan, trên mạch có ký hiệu rất rõ ràng, đầy đủ các chân, cực kỳ thuận tiện trong quá trình sử dụng.