3.1. Khâu đồng pha
Khâu này thường sử dụng biến áp đồng pha hoặc phần tử ghép quang. Trong đề tài này chọn khâu đồng pha là máy biến áp đồng pha:
Đặt điện áp u1 = U1m. vào cuộn dây sơ cấp thỡ bờn phớa thứ cấp xuất hiện điện ap xoay chiều u2 = U2m..
3.2. Khâu tạo điện áp tựa:
Nguyên tắc của việc tạo điện áp răng của là dựa vào sự phóng nàp của tụ C qua một mạch nào đó. Quan hệ dòng và ỏp trờn tụ có dạng:
ic(t) = C.
Để Uc(t) tuyến tính phải có điều kiện là: C và ic(t) là các hằng số. Ở khâu này ta chọn mạch dùng transitor như sau:
Khi udf > 0 → T thụng nờn Utựa = Uc = 0.
Khi udf < 0 → T khoỏ, cú sơ đồ thay thế như sau:
Từ sơ đồ thay thế ta có: ie =ic + ib ic
ie = i.R3 = = = const
→ UC(t) = . = . Ic(t).t + uC(0)
3.3. Khâu so sánh
Để xác định thời điểm mở Thyristor ta cần so sánh 2 tín hiệu là Udk
và Utựa. Việc so sánh 2 tín hiệu này thường được thực hiện bằng khuếch đại thuật toán.
So sánh 2 cửa So sánh một cửa + So sánh 2 cửa: Thời điểm lật trạng thái là lúc Utựa = Udk
Lúc Utựa < thì < 0 → Uss = - Uramax
+ So sánh 1 cửa: thời điểm lật trạng thái là khi = - . Utựa
Trong 2 sơ đồ trờn thỡ sơ đồ so sánh một cửa dùng cho tín hiệu khác dấu còn sơ đồ so sánh 2 cửa được dùng cho hai tín hiệu cùng dấu. Do đó ta sẽ sử dụng sơ đồ so sánh 2 cửa.
3.4. Khâu dạng xung
Khâu dạng xung tạo ra xung điều khiển có hình dạng phù hợp để mở chắc chắn mạch van chỉnh lưu. Xung điều khiển có 4 dạng cơ bản là xung đơn, xung kép, xung rộng, xung chùm.
+ Xung đơn: là một xung ngắn, có độ rộng tx 100 ns, nó thường được dùng cho các mạch chỉnh lưu dạng hình tia, tải thuần trở, tải động cơ.
+ Xung kép: là 2 xung đơn, xung đầu tiên xác đinh góc , xung thứ 2 đảm bảo thông mạch van. Loại này hay dùng cho sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha.
+ Xung rộng: là xung có độ rộng phụ thuộc vào góc điều khiển , tx = -. Nó là xung van năng có thể dùng cho các loại mạch lực và các loại tải xong lại khó thực hiện việc cách li.
+ Xung chùm: là một dạng xung rộng nhưng trong độ rộng (-) có một chùm xung có tần số cao, khoảng 3ữ12kHz. Nó dễ thực hiện việc cách ly và được ứng dụng nhiều trong thực tế.
Để tạo được xung chùm, ta trộn xung rộng lấy từ mạch so sánh và khõu phỏt tần ở tần số cao bằng mạch AND.
Máy phát tần chính là các mạch dao động đa hài tạo xung vuông tần số cao thường dùng mạch KĐTT hoặc vi mạch 555.
Ta sử dụng vi mạch 555: Sơ đồ như sau:
Tần số xung ra là: f =
Khâu khuếch đại xung có nhiệm vụ tăng công suất xung để đảm bảo mở chắc chắn cho van và cách ly mạch lực với mạch điều khiển nếu Ud < 36V.
Thực tế các van có UG = 3ữ7 V và IG =0,1ữ1 A.
Khâu dạng xung cho xung ra có Ira = 3ữ10 mA, cho nên mạch khuếch đại xung chủ yếu là khuếch đại dòng với KImax = 1/0,01 = 100.
Với khâu khuếch đại xung có 2 cách ghép là ghép trực tiếp và ghép gián tiếp thông qua máy biến áp:
+ Đối với khâu khuếch đại xung ghép trực tiếp có thể ghép trực tiếp với mạch lực nếu điện áp dưới 36V,trong đề tài này điện áp ra của mạch lực lúc không tải là Udo = 60V >36V, khi hoạt động thì điện áp hàn cỡ 40 V nên ta chọn sơ đồ khuếch đại xung dùng biến áp xung.
+ Sơ đồ khuếch đại xung dùng biến áp xung:
Tụ C1 có vai trò giảm nhỏ công suất toả nhiệt của transitor và giảm kích thước máy biến áp xung. Transitor chỉ mở cho dòng qua trong thời gian tụ nạp. Biến áp xung có nhiệm vụ cách li mạch lực với mạch điều khiển.
Hoạt động của sơ đồ:
• Khi Udx = 1 → T1 mở →T2 mở nên i1 = . (1- với = L1/R1
• Udx = 0 →T1 khoỏ→T2 khóa nờn iC = 0 năng lượng cuộn cảm được giải phóng qua R1, i1 giảm dần i1 = . (1- )., trong đó T1 là thời điểm mà Udx = 0
Dạng xung thu được:
Máy biến áp xung chỉ truyền được xung chùm, xung đơn, xung kép không truyền được xung rộng và có khả năng cách li với mạch điều khiển.
3.6. Bộ điều chỉnh
Nhiệm vụ của bộ điều chỉnh là tạo ra dựa vào lượng đặt Ud và phản hồi. Do đó sẽ sử dụng mạch khuếch đại vi sai.
Sơ đồ:
Ta có: = k. ()
chọn Ra = Rf ta có =