I. Nguyên tắc chung của mạch điều khiển
Thyristor chỉ cho dòng chảy qua khi thỏa mãn 2 điều kiện sau: UAK>0
IG>0
Khi thyristor chuyển sang trạng thái dẫn thì cực điều khiển không còn tác dụng. Thyristor trở về trạng thái khóa nếu dòng điện IA<Tdt.
Idt: dòng điện duy trì
Chức năng của mạch điều khiển:
• Điều chỉnh được vị trí xung trong phạm vi nửa chu kì dương của điện áp đặt lên A-K của Thyristor.
• Tạo ta được các xung đủ điều kiện mở Thyristor, độ xung tx được tính theo công thức này:
II. Yêu cầu mạch điều khiển chỉnh lưu
• Phát xung điều khiển đến các van lực theo đúng pha và với góc điều khiển α cần thiết.
• Đảm bảo phạm vi góc điều khiển tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra tải của mạch lực.
• Có độ đối xứng xung điều khiển tốt không vượt quá 10 đến 30 điện. • Đảm bảo cách ly tốt giữa mạch lực và điều khiển.
• Đảm bảo mạch hoạt động ổn định và tin cậy khi lưới điện xoay chiều dao động cả về tần số và giá trị.
• Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt.
• Đảm bảo độ tác động của mạch điều khiển nhanh, dưới 1ms.
• Đảm bảo xung điều khiển phát tới các van phù hợp để mở chắc chắn van, tức phải thỏa mãn:
- Đủ công suất: về điện áp và dòng điện điều khiển.
- Có sườn xung dốc đứng để mở van vào đúng thời điểm quy định.
- 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 trạng thái dẫn.
- Xung có dạng phù hợp với sơ đồ chỉnh lưu và tính chất tải.
1. Lựa chọn xung điều khiển
Vì mạch điều khiển sơ đồ cầu 3 pha có những điểm khác so với những sơ đồ khác là trong sơ đồ luôn có hai van dẫn điện: một van ở nhóm catot chung và một van ở nhóm anot chung. Theo lý thuyết thì chỉ cần 6 xung đơn để mở van tương ứng, nhưng do đặc tính phụ tải cũng như đặc điểm chuyển mạch có thể làm cho van đang dẫn trước đó khóa lại => ta sẽ tạo ra các xung chùm có độ rộng phù hợp để điều khiển van cũng như giảm khích thước máy biến áp xung.
2. Lựa chọn mạch điều khiển
Có 2 nguyên lý điều khiển cơ bản: - Nguyên lý điều khiển ngang.
- Nguyên lý điều khiển dọc (điều khiển thẳng đứng) đảm bảo độ tác động nhanh cao nhất.
Do đó ta chọn nguyên lý điều khiển dọc.
Hình 3.1: Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu
III. Thiết kế mạch điều khiển
1. Khâu đồng pha
Khâu đồng pha có 2 mục tiêu quan trọng là:
• Chuyển đổi điện áp lực thường có giá trị cao sang giá trị phù hợp với mạch điều khiển thường là điện áp thấp.
• Cách lý hoàn toàn về điện giữa đồng pha MĐK với mạch lực. Điều này đảm bảo an toàn cho người sử dụng cũng như cho các linh kiện điều khiển. Chọn máy biến áp có:
U1=220V U2=15V
Ta dùng mạch kết hợp chỉnh lưu với khuếch đại thuật toán: mạch này khá thông dụng trong thực tế.
Sơ đồ khâu đồng pha:
Đồ thị mô phỏng:
Hình 3.3 Đồ thị điện áp đồng pha Thông số điện áp xoay chiều pha chọn 15V, tần số 50Hz.
R1 là các điện trở để hạn chế dòng trong mạch nên ta chọn: R1=2 kΩ
Nhìn đồ thị ta thấy điện áp ra ổn định, nhỏ: có giá trị 12V đúng theo yêu cầu khâu đồng bộ.