b. Nguyờn lý hoạt động
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠCH ĐIỀU KHIỂN 4.1 Cỏc yờu cầu chung của mạch điều khiển
4.1. Cỏc yờu cầu chung của mạch điều khiển
a. Yờu cầu chung
Mạch điều khiển (MĐK) chỉnh lưu cần thực hiện cỏc nhiệm vụ sau:
- Phỏt xung điều khiển đến cỏc van lực theo đỳng pha và với gúc điều khiển cần thiết.
- Đảm bảo phạm vi điều chỉnh gúc điều khiển αmin ữ αmax tương ứng với phạm vi thay đổi điện ỏp ra của tải mạch lực.
- Cho phộp bộ chỉnh lưu làm việc bỡnh thường với cỏc chế độ khỏc nhau do tải yờu cầu chế độ khởi động, chế độ nghịch lưu, cỏc chế độ dũng điện liờn tục hay giỏn đoạn, chế độ hóm hay đảo chiờu điện ỏp.
-
- Cú độ đối xứng xung điều khiển tốt, khụng vượt quỏ 10 ữ 30 điện, tức là gúc điều khiển với mọi van khụng được lệnh quỏ giỏ trị trờn.
- Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều dao động cả về giỏ trị điện ỏp và tần số.
- Cú khả năng chống nhiễu cụng nghiệp tốt.
- Độ tỏc động của mạch điều khiển nhanh, dưới 1ms.
- Thực hiện cỏc yờu cầu bảo vệ bộ chỉnh lưu từ phớa điều khiển cần như ngắt xung điều khiển khi sự cố, thong bỏo cỏc hiện tượng khụng bỡnh thường của lưới và bản thõn bộ chỉnh lưu.
- Đảm bảo xung điều khiển phỏt tới cỏc van lực phự hợp để mở chắc chắn cỏc van, cú nghĩa là thỏa món cỏc yờu cầu:
Đủ cụng suất ( về điện ỏp và dũng điểu khiển)
Cú sườn xung dốc đứng để mở van chớnh xỏc vào thời điểm quy định, thường tốc độ tăng ỏp điều khiển phải đạt 10V/às, tốc độ tăng điều khiển 0.1A/às
Độ rộng xung điều khiển đủ cho dũng qua van kịp vượt trị số dũng điện duy trỡ Idt của nú, để khi ngắt xung van vẫn giữ trạng thỏi dẫn.
Cú dạng phự hợp với sơ đồ chỉnh lưu và tớnh chất tải. Cú ba dạng xung điều khiển phổ biến là xung đơn, xung rộng, xung chựm.
b.Cấu trỳc
Cú hai hệ điều khiển cơ bản là hệ đồng bộ và hệ khụng đồng bộ
1. Hệ đồng bộ: Trong hệ này gúc điều chỉnh mở van α luụn được xỏc định xuất phỏt từ một thời điểm cố định của điện ỏp mạch lực. Vớ dụ trong chỉnh lưu một pha điểm mốc này thường lấy điểm qua 0 của điện ỏp lực. Vỡ vậy trong mạch điều khiển ( MĐK ) phải cú một khõu thực hiện nhiệm vụ này gọi là khõu đồng bộ hay đồng pha để đảm bảo MĐK hoạt dộng theo nhịp của điện ỏp lực.
2. Hệ khụng đồng bộ: Trong hệ này gúc điều khiển mở van α khụng xỏc định theo điện ỏp lực mà được tớnh dựa vào trạng thỏi của tải chớnh lưu và vào gúc điều khiển của lần phỏt xung mở van ngay trước đú. Do đú MĐK dạng này khụng cần khõu đồng bộ. Tuy nhiờn để bộ chỉnh lưu hoạt động bỡnh thường bắt buộc phải thực hiện điều khiển theo mạch vũng kớn, khụng thể thực hiện ở mạch hở.
Hệ đồng bộ cú nhược điểm nhạy với nhiễu lưới điện vỡ cú khõu đồng bộ liờn quan đến điện ỏp lực, nhưng cú ưu điểm hoạt động ổn định và dễ thực hiện.
Ngược lại, hệ khụng đồng bộ chống nhiễu lưới điện tốt hơn nhưng kộm ổn định. Hiện nay đại đa số cỏc mạch điều khiển chỉnh lưu thực hiện theo hệ đồng bộ, vỡ vậy dưới đõy chỉ đề cập đến hệ này.
c. Nguyờn tắc
Cú hai nguyờn tắc điều khiển sau: Nguyờn tắc điều khiển ngang:
Hỡnh 4.1 là sơ đồ cấu trỳc và đồ thị minh họa. Khõu đồng bộ ĐB thường tạo ra điện ỏp hỡnh sin cú gúc lện pha cố định so với điện ỏp lực. khõu dịch pha DF cú nhiệm vụ thay đổi gúc pha của điện ỏp ra theo tỏc động của điện ỏp điều khiển Uđk. Xung điều khiển được tạo thanh ở khõu tạo xung TX vào thời điểm khi điện ỏp dịch pha UDF qua điểm 0. Xung này nhờ khõu khuếch đại xung KĐX được tăng đủ cụng suất được gửi tới cỏc điều khiển của van. Như vậy gúc điều khiển α hay thời điểm phỏt xung mở van thay đổi nhờ sự tỏc động của Uđk làm điện ỏp UDF di chuyển theo chiều ngang của trục thời gian.
Dịch pha
DF Tạo xungTX KĐ xungKĐX
Uđk Đồng bộ
ĐB (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hỡnh 4.1. Nguyờn tắc điều khiển ngang
Utựa So sỏnh +Tạo xung Khuếch đại xung
Uđk Đồng bộ
ĐB
Hỡnh 4.2. Nguyờn tắc điều khiển dọc
Nguyờn tắc điều khiển dọc:
Sơ đồ cấu trỳc và đồ thị minh họa trờn hỡnh 4.2. Ở đõy khõu UT tạo ra điện ỏp tựa cú dạng cố định( thường dạng rang cưa, đụi khi hỡnh sin) theo chu kỳ nhịp đồng hồ của UĐB. Khõu so sỏnh xỏc định điểm cõn bằng của hai điện ỏp UT và Uđk để phỏt động khõu tạo xung. Như vậy trong nguyờn tắc này thời điểm thay đổi do sự thay đổi trị số của Uđk ,trờn đồ thị
đú là sự di chuyển theo chiều dọc của trục biờn độ.