Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

Tải bản đầy đủ - 0trang

Trường đại học bách khoa Hà Nội

3.1. Cơ sở lý thuyết điều khiển Thyristor.

Thyristor chỉ được mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dương đặt lên

cực anode và có xung điện áp dương đặt vào cực điều khiển, sau khi Thyristor đã

mở thì xung điều khiển khơng còn tác dụng nữa, dòng điện chạy qua Thyristor do

thơng số của mạch động lực quyết định và Thyristor sẽ khóa khi dòng điện chạy

qua nó bằng 0, muốn mở lại ta phải cấp xung điều khiển lại.

Do đó, với điện áp hình sin, tùy thuộc vào thời điểm cấp xung điều khiển mà

ta có thể khống chế được dòng điện Thyristor. Để thực hiện được các đặc điểm này

ta có thể dùng 2 nguyên tắc sau:

- Nguyên tắc điều khiển ngang.

- Nguyên tắc điều khiển dọc.

Hiện nay điều khiển Thyristor trong sơ đồ chỉnh lưu, người ta thường dùng

nguyên tắc điều khiển dọc, nên em sử dụng phương pháp này để thiết kế mạch điều

khiển.

Nội dung của phương pháp này:



Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc nguyên tắc điều khiển ngang.

Sơ đồ cấu trúc và đồ thị minh họa như hình. Ở đây, U tựa tạo ra điện áp tựa có

dạng cố định( thường là dạng răng cưa), theo chu kì do nhịp đồng bộ của U db .

Khâu so sánh SS xác định điểm cân bằng của hai điện áp U tựa và Uđk để phát động

khâu tạo xung TX. Như vậy trong nguyên tắc này thời điểm phát xung hay góc mở

van thay đổi do sự thay đổi của trị số Uđk .



Đồ án II



14



Trường đại học bách khoa Hà Nội



Hình 3.2: hình minh họa.



3.2. Cấu trúc mạch điều khiển.

Mạch điều khiển bao gồm các khâu cơ bản sau:



Hình 3.3: Cấu trúc mạch điều khiển.



Đồ án II



15



Trường đại học bách khoa Hà Nội

3.3. Khâu đồng bộ.

- Chọn mạch đồng bộ hai nữa chu kì:



Hình 3.4: Sơ đồ mạch đồng pha.

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì có điểm giữa dùng điôt D1, D2 và tải cho chỉnh

lưu là điện trở R0. Điện áp chỉnh lưu Ucl sau khi được tạo ra thì đưa tới cực (+) của

Opam để so sánh với 0 ( vì cực ( - ) của opam nối đất ).

Nếu Ucl > 0 thì Udb bằng điện áp bão hòa (Ubh).

Nếu Ucl > 0 thì Udb bằng điện áp bão hòa âm (-Ubh).

Điểm giao nhau của Ucl và 0 là điểm chuyển trạng thái của điện áp ra.

Dạng điện áp ra được mô phỏng trên phần mềm proteus.



3.4. Khâu tạo răng cưa.



Đồ án II



16



Trường đại học bách khoa Hà Nội



Hình 3.5: Mạch tạo răng cưa.

- Hoạt động:

+ Khi Udb < 0 thì D3 dẫn ; Do

UR4 = Udb Udb = UC1

Khi Cnạp đạt đến ngưỡng của điơt ốn áp Dz thì nó thơng giữ điện áp ra ở vị trị

số ổn áp này ( nếu khơng có Dz UC tăng đến +Udb ).

+ Khi Udb > 0 thì D3 khóa Tụ được phóng UC giảm đến 0 và Dz giữ UC ở giá trị

- 0,7.

- Tính tốn:

Chu kì: T = 1 / f = 0,02 (s) = 20 (ms).

Chọn OA loại TL082. Phạm vi góc điều khiểu 168 độ.

Thời gian tụ C phóng: tp = = 9,33 (ms).

Chọn điốt ổn áp BZX79C có UDZ = 10 (V).

Chọn tụ C = 220 (nF).

Đồ án II



17



Trường đại học bách khoa Hà Nội



Chọn R6 = 51k nối tiếp biến trở P1 = 8k.

Thời gian tụ C nạp: tn = T/2 – tp = 10 – 9,33 = 0,67 (ms).

Điện áp bão hòa của OA: Udb = E – 1,5 = 12 – 1,5 = 10,5 (V).



Nên chọn R4 = 1 (k).

Dạng xung răng cưa được mơ phỏng tròn phần mềm Proteus.



3.5. Khâu so sánh.

- Chức năng: So sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để xác định thời điểm

phát xung điều khiển Xác định góc điều khiển

- Khâu so sánh có thể thực hiện bằng phần tử như transistor, hay khuếch đại

thuật toán OA.

- Ta sử dụng phần tử OA vì cho phép đảm bảo độ chính xác cao nhất là dùng

OA chun dụng coparator, có giá thành hạ, không cần chỉnh định phức tạp.

- So sánh dùng OA kiểu hai cửa:



Hình 3.6: Mạch so sánh.

Hai điện áp cần so sánh được đưa tới hai cực khác nhau của OA.

Đồ án II



18



Trường đại học bách khoa Hà Nội

Trong trường hợp trên Uđk = U+, Utựa = U –

Nếu Uđk > Utựa Ura = +Ubh.

Nếu Uđk < Utựa Ura = - Ubh.

-



Tính chọn van:

Chọn Opam loại TL082.

Chọn điện trở R1 = 10k , R2=10k.

Udk = 4 (V).



Dạng xung so sánh được mơ phỏng tròn phần mềm Proteus.

3.6. Khâu tạo xung chùm.

- Để tạo được xung chùm ta tạo xung dao động rồi cho kết hợp với xung

đồng pha.

- Tạo dao động xung: ta dùng Opam tạo xung dao động , Opam được sử dụng

như bộ so sánh hai cửa.

- Để kết hợp giữa dao đông xung và xung đồng pha ta dùng cổng AND.



Hình 3.7: Mạch tạo xung chùm.

Đồ án II



19



Trường đại học bách khoa Hà Nội

-



-



Hoạt động của mạch dao động xung:

+ Tụ C liên tục được phóng – nạp làm cho Opam đảo trạng thái, mỗi lần

điện áp trị số của bộ chia điện áp R1, R2.

+ Tổng trở bộ phân áp ( R1 + R2) 20 (k).

+ Dùng tần số cao để tạo xung ( fxc = 6 – 12 kHz ).

Chọn thông số mạch dao động xung:

Mạch tạo xung chùm có tần số:

Chọn C 10 (nF) , R1 = 5 (k) , R2 = 15 (k) , R3=10 (k).

Chọn loại Opam là TL082.

Dạng xung chùm được mơ phỏng tròn phần mềm Proteus.



3.7. Khâu khuếch đại tạo xung.

- Nhiệm vụ : Tạo xung để mở Thyristor, xung để mở Thyristor có yêu cầu:

+ Đủ cơng suất.

+ Có sườn dốc thẳng đứng, thường là xung chữ nhật.

+ Cách ly giữa mạch điều khiển và mạch lực Dùng biến áp xung.

- Một số cách khuếch đại xung.

+ Trực tiếp: Không cho phép cách ly giữa mạch điều khiển và mạch lực.

+Ghép qua phần tử quang: Chỉ chịu được dòng tải vài chục mA

Khơng đủ cơng suất để mở van lực.

+ Bằng cách khuếch đại xung: Thông dụng nhất hiện nay, Dễ cách ly giữa

mạch điều khiển và mạch lực, truyền xung dưới dạng xung chùm.

Chọn cách khuếch đại bằng biến áp xung.

- Khuếch đại bằng biến áp xung:



Đồ án II



20



Trường đại học bách khoa Hà Nội



Hình 3.8: Mạch khuếch đại.

-



Hoạt động : Điện áp đầu vào là điện áp dạng xung chùm, có dạng hình chữ

nhật, cần mở 2 thyristor, khi có xung vào thì có dòng I 5 nên có dòng chạy

qua biến áp xung. Dòng này sẽ cảm ứng sang thứ cấp cùa biến áp xung điều

khiển. Dùng xung dương vì xung dương năng lượng được lấy từ nguồn E,

còn xung âm do năng lượng của cuộn dây điện cảm xả ra, năng lượng này

nhỏ.



CHƯƠNG IV: MƠ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM.

4.1. Mơ phỏng trên proteus.

- Tổng hợp các khâu được nói đến ở chương 4, em tổng hợp mô phỏng trên phần

mềm proteus như hình ở dưới :



Đồ án II



21



Trường đại học bách khoa Hà Nội



Đồ án II



22



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×