KHÁI NIỆM VỀ GÓC ĐIỀU KHIỂN
3. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT
Nhiệm vụ của mạch điều khiển
1. Phát xung điều khiển các van bán dẫn của mạch lực.
2. Tính toán giá trị điều khiển để đảm bảo điều khiển bộ biến đổi qua đó điều khiển phụ tải theo đúng yêu cầu công nghệ.
3.Tương tác với người vận hành và các thiết bị khác trong hệ thống điều khiển . 56
Đặc điểm:
• Tác động ngay với mọi thay đổi của các tham số hệ thống: phản ứng tức thời => làm việc với thời gian thực.
• Các phần tử làm việc trong chế độ tuyến tính với mọi giá trị điện áp và dòng điện trong phạm vi cho phép.
• Tổn hao công suất trên các phần tử lớn
• Khó chỉnh định.
• Khó đồng nhất các khâu điều khiển có chức năng như nhau.
• Khó thực hiện các phép toán học phức tạp.
• Khó thực hiện hiển thị với số lượng lớn các đại lượng khác nhau.
• Chất lượng điều chỉnh và độ chính xác hạn chế
• Nhậy nhiễu nên cần phải có biện pháp chống nhiễu hữu hiệu
• Chịu ảnh hưởng khá rõ của môi trường
• Đòi hỏi người am hiểu sâu kỹ thuật điện tử trong tất cả các giai đoạn: thiết kế, chỉnh định và sửa chữa (khó chuẩn đoán).
Hệ điều khiển tương tự
57
Đặc điểm:
• Thời gian tác động phụ thuộc thời gian lấy mẫu: phản ứng không tức thời và làm việc theo thời gian tính
=> chậm hơn hệ analog.
• Các phần tử làm việc trong chế độ khóa điện tử. Tổn hao công suất trên các phần tử không đáng kể
• Dễ chỉnh định, đồng nhất các bộ đk
• Dễ thực hiện các phép toán học.
Hệ điều khiển số
• Độ chĩnh xác và chất lượng điều chỉnh cao
• Khả năng chống nhiễu tốt.
• Ít chịu ảnh hưởng của môi trường.
• Dễ chuẩn đoán các trục trặc
• Dễ dàng thực hiện các hiển thị.
• Kích thước nhỏ gọn
• Thiết kế, chỉnh định, sửa chữa phải có công cụ chuyên dụng; đòi hỏi người lập trình giỏi.
Các tham số vật lý thực tế là giá trị
analog nên hai hệ số cần có khâu chuyển
đổi giữa hai hệ. 58
Yêu cầu
1. Phát xung điều khiển ( xung để mở van ) đến các van lực theo đúng pha và với góc điều khiển cần thiết.
2. Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển min max tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra tải của mạch lực.
3. Cho phép bộ chỉnh lưu làm việc bình thường với các chế độ khác nhau do tải yêu cầu như chế độ khởi động, chế độ nghịch lưu, các chế độ dòng điện liên tục hay gián đoạn, chế độ hãm hay đảo chiều điện áp v.v...
4. Có độ đối xứng xung điều khiển tốt , không vượt quá 1 3 độ điện, tức là góc điều khiển với mọi van không được lệch quá giá trị trên.
5. Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều dao động cả về giá trị điện áp và tần số.
6. Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt.
7. Độ tác động của mạch điều khiển nhanh , dưới 1ms
Hệ điều khiển tần số phụ thuộc:
Điều khiển chỉnh lưu và điều áp xoay chiêu
59
Yêu cầu đối với mạch điều khiển
8. Thực hiện các yêu cầu về bảo vệ bộ chỉnh lưu từ phía điều khiển nếu cần như ngắt xung điều khiển khi sự cố, thông báo các hiện tượng không bình thường của lưới và bản thân bộ chỉnh lưu v.v...
9. Đảm bảo xung điều khiển phát tới các van lực phù hợp để mở chắc chắn van, có nghĩa là phải thoả mãn các yêu cầu :
+ Đủ công suất ( về điện áp và dòng điện điều khiển Uđk , Iđk ) .
+ Có sườn xung dốc đứng để mở van chính xác vào thời điểm qui định, thường tốc độ tăng áp điều khiển phải đạt 10V/ s, tốc độ tăng điều khiển 0,1A/ s.
+ Độ rộng xung điều khiển đủ cho dòng qua van kịp vượt trị số dòng điện duy trì Idt của nó , để khi ngắt xung van vẫn giữ được trạng thái dẫn
+ Có dạng phù hợp với sơ đồ chỉnh lưu và tính chất tải. Có bốn dạng xung điều khiển phổ biến là xung đơn, xung kép, xung rộng
và xung chùm. 60
Các hệ điều khiển chỉnh lưu cơ bản
Phân loại theo nguyên lý
61
Phương pháp điều khiển
Phương pháp điều khiển ngang
62
Phương pháp điều khiển
Phương pháp điều khiển dọc
63
Mạch điều khiển một kênh và nhiều kênh
Mạch điều khiển nhiều kênh Mạch điều khiển một kênh
64
Thí dụ về mạch điều khiển của chỉnh lưu một pha.
65
Các khâu chức năng thường dùng trong mạch điều khiển tần số độc lập