Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III:PHÂN TÍCH SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ

CHƯƠNG III:PHÂN TÍCH SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ - 0trang

3.2 .2 Khâu tạo xung vuông và điện áp răng ca :



Hỡnh 3.3.a



Hỡnh 3.3.b

Tạo điện áp tam giác bng cỏch tích phân xung vuông

OA 1 nh hình 3.3.a .Xung vuông có thể tạo bằng nhiều cách

khác nhau. Tích phân xung này chính là quá trình nạp, xả

tụ. Nếu điện áp vào khâu tích phân không đối xứng có

thể xuất hiện sai số đáng kể.

Điện áp rng ca trên hình 3.3.b mang tính phi tuyến cao.

Điện áp rng ca s nhận đợc tuyến tính hơn khi sử dụng

sơ đồ hình 3.3.a. Khuếch đại OA 1 có hồi tiếp dơng bằng

điện trở R3, đầu ra có trị số điện áp nguồn và dấu phụ

thuộc hiệu điện áp hai cổng V+, V-.



Đầu vào V+ có hai tín hiệu, một tín hiệu không ®ỉi lÊy

tõ ®Çu ra cđa OA 1, mét tÝn hiƯu biến thiên lấy từ đầu ra

của OA 4. Điện áp chuẩn so sánh để quyết định đổi dấu

điện áp ra của OA 1 là trung tính vào V-. Giả sử đầu ra

23



củaOA 1 dơng U1 > 0 khuếch đại OA 2 tích phân đảo dấu

cho điện áp có sờn đi xuống của điện áp rng ca. Sờn đi

xuống của điện áp tựa tới lúc điện áp vào R3, R5 trái dấu, tới

khi nào V+ = 0 đầu ra của OA 1 đổi dấu thành âm. Chu kỳ

điện áp ra của OA 1 cứ luân phiên đổi dấu nh vậy cho ta

điện áp ra nh hình3.1.b.

Tần số của điện áp rng ca đợc tính

F= = =500Hz



Bằng cách chọn các trị số của điện trở và tụ điện ta có

đợc điện áp tùa cã tÇn sè nh mong muèn.

3.2.3.Khâu so sánh điện áp:



Hình 3.4.Mạch so sánh điện áp



24



Hình 3.5.Đồ thị so sánh in Uk vi Urc

Tơng tự nh các mạch so sánh thờng gặp. Khâu so sánh

của PWM báo hiu s can bằng giữa điện áp cần so sánh và

điện áp chuẩn t ú xác định thời điểm mở và khoá van bán

dẫn. Đu vào của khâu này gồm có hai tín hiệu, điện áp

tựa (điện áp tam giác) và điện áp một chiều làm điện áp

điều khiển

Từ hình 3.5 thấy rằng trong mỗi chu kỳ điện áp tựa (in

ap rng ca) có hai thi điểm điện áp tựa bằng điện áp

điều khiển. Tại các thời điểm đó, đầu ra của khâu so sánh

đổi dấu điện áp chng hn in ap ang ở mức dương sẽ

chuyển xuống mức am và ngược lại. Tơng ứng với các thời

điểm đột biến điện áp đầu ra của khâu so sánh cần có

lệnh mở hoặc khoá van b¸n dÉn điều khiển đong ngắt IRF

Z44. Bằng cach điều chỉnh biến trở để Udk thay đổi ta được

dạng xung đầu ra thay đổi tương ứng điện áp sẽ thay đổi

3.3.Một số yêu cầu đối với mạch điều khiển

3.3.1.Xung điều khiển phải đảm bảo yêu cầu về độ lớn của điện áp và

dòng điều khiển :

-Giá trị nhỏ nhất không vượt quá giá trị cho phép của nhà sản xuất .

-Giá trị nhỏ nhất cũng phải đảm bảo mở được thyristor trong mọi điều kiện

-Tổn hao công suất trên các cực điều khiển phải nhỏ hơn giá trị cho phép .



3.3.2.Độ lớn xung điều khiển .

-Khi tải của mạch có điện cảm lớn thì dòng điện chậm nên phải tăng độ rộng

xung điều khiển.Thông thường độ rộng xung điều khiển khơng nhỏ hơn

0,5µs.

3.3.3.Chia độ dốc.

Người ta chia độ dốc xung điều khiển làm hai phần: Độ dốc sườn trước và

độ dốc sườn sau.Để mở Thyristor có thể 25ung sườn phía nào cũng được

nhưng người ta thường sử dụng sườn sau để mở Thyristor. Vì vậy, độ dốc

sườn trước xung điều khiển càng cao thì Thyristor càng tốt. Thơng thường

25



u cầu độ dốc của xung điều khiển là: d



dik

= 0,1( A/ µs).

dt



3.3.4.Độ đối xứng của xung trong các kênh điều khiển .

Trong bộ biến đổi nhiều pha, nhiều van, độ đối xứng của các xung điều

khiển giữa các kênh sẽ quyết định đến đặc tính ra của hệ .Nếu xung điều

khiển khơng đối xứng thì dòng điện trong các pha sẽ có gí trị và hình dạng

khác nhau làm mất cân bằng sức từ động của máy biến áp. Do đó làm tăng

cơng suất máy biến áp.

3.3.5.Độ tin cậy .

Mạch điều khiển phải đảm bảo làm việc tin cậy trong mọi điều kiện như

nhiệt độ mơi trường thay đổi, tín hiệu nhiều tầng….

Xung điều khiển phải ít phụ thuộc vào sự dao động của nhiệt độ, dao động

của điện áp nguồn, khử được nhiễu cảm ứng và không để Thyristor mở ngoài

ý muốn .



3.3.6.Lắp ráp và vận hành.

Mạch điều khiển cũng như mạch điện phải sử dụng hết các thiết bị có sẵn,

dễ lắp ráp,dễ thay thế,dễ điều chỉnh , lắp lẫn và mỗi khối có khả năng làm

việc độc lập.

3.4.Sơ đồ chân của một số IC trong mạch

Sơ đồ chân của IC LM324



26



Hình 3.7.Sơ đồ chân LM324



Hình 3.8 .Sơ đồ chân 7404



Bảng 3.1 Bảng trạng thái



27



4.Sơ đồ mạch thiết kế các khối hoàn chỉnh:

Khối điều khiển tốc độ

Khối đảo chiều thuận ngược

Khối nguồn



KHỐI ĐẢO CHIỀU



KHỐI NGUỒN



ĐỘNG CƠ



KHỐI ĐIỀU KHIỂN

TỐC ĐỘ



5.Sơ đồ mạch nguyên lý

28



6.Sơ đồ mạch board



7.Mạch nguồn:

29



Để tạo điện áp ra ổn định của nguồn nuôi 12 (V) ta chọn vi mạch ổn áp

Điện áp đầu vào ta chọn: Uvào= 12(V)

Điện áp đầu ra: Ura= 12 (V)

Dòng điện ra: Ira= ( 0 ÷ 1) (A



78L12 có:



Tụ C1, C3 để lọc thành phần sóng hài bậc cao chọn: C1= 2200 µF / 35(V )



8.Mạch điều khiển



Khâu cách ly,tạo điện áp đóng mở IRE

Để thay đổi tốc độ động cơ thì ta thay đổi Uđkthơng qua chiết áp .Khi Uđk

thay đổi làm cho γ thay đổi và độ rộng xung thay đổi

Khâu tạo dao động và tạo điện áp:

Chu kỳ xung tam giác T=4RC



R1

R2



ở đây ta chọn tần số băm xung f=500Hz phù hợp với yêu cầu tải động cơ

Ta có T=1/ f =1 / 500 = 2(ms)

Vậy ta có: T = 4RC



R1

=2.10-3

R2



Chọn :R1=R2=47k Ω , chän C= 0,001uF

⇒ R=100 k Ω



• Mạch lặp



30



Hình 3.2.Mạch lặp

Mạch lặp có chức năng ổn định điện áp đầu ra lấy từ cầu phân áp đưa vào

đầu vào không đảo của ic khuếch đại thuật tốn .Ta có:

Vout=[R2/(R1+R2)]*Vin

R1=R2=100K nên :

Vout=[R2/2R2]*Vin

=Vin/2=12v/2v=6V

• Khâu so sánh điện áp:



Hình 3.4.Mạch so sánh điện áp

- Đây thực chất là một bơ cộng đảo dấu

Khi đó: Uss1= -Uss2

31



Hình 3.5.Đồ thị so sánh điện Uđk với Urc

Tương tự như các mạch so sánh thường gặp.Khâu so sánh của PWM báo

hiệu sự cân bằng giữa điện áp cần so sánh và điện áp chuẩn từ đó xác định

thời điểm mở và khóa van bán dẫn.Đầu vào của khâu này goomg có hai tín

hiệu,điện áp tựa (điện áp tam giác) và điện áp một chiều làm điện áp điều

khiển như hình 3.5

Từ hình 3.5 thấy rằng trong mỗi chu kỳ điện áp tựa có hai thời điểm điện

áp tựa bằng điện áp điều khiển.Tại các thời điểm đó,đầu ra của khâu so sánh

đổi dấu chẳng hạn điện áp đang ở mức dương sẽ chuyển sang mức âm và

ngược lại.Tương ứng với các thời điểm đột biến điện áp đầu ra của khâu so

sánh cần có lệnh mở hoặc khóa van bán dẫn mà ở đây chính là điều khiển

đóng ngắt mosfet.Bằng cách điều chỉnh biến trở để Udk thay đổi ta được

dạng xung đầu ra thay đổi tương ứng điện áp sẽ thay đổi



9.Mạch công suất:

32



Mạch công suất dùng 1 con MOSFET để băm xung cung cấp điện áp đặt

vào động cơ và dùng Role để đảo chiều điện đáp đặt vào động cơ làm cho

động cơ quay được theo hai chiều và thay đổi được tốc độ

a.Ký hiệu Mosfet:



b.Đặc tính của MOSFET

MOSFET hay còn gọi là transistor có cực của cách li, có tác dụng như một

khóa

K. Việc kích đóng hay mở khỏa K tùy thuộc vào điện áp đạt vào chân G

của

FET.VG có thể âm hoặc dương



Đặc tính dẫn của MOSFET

Điều khiển động cơ bằng phương pháp điều xung PWM đưa điện áp trung

bình ra tải vì vậy chọn van được kích mở bằng áp.

Từ các thơng số tính tốn ta sử dụng van IRF460-20A-500V-0,22ohm



33



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III:PHÂN TÍCH SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA MẠCH THIẾT KẾ

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×