Tài liệu xây dựng mạch điều khiển

Đề tài: xây dựng mạch điều khiển
CHƯƠNG 5
XÂY DỰNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN
5.1 Yêu cầu mạch điều khiển
*. Điều kiện Thyristor làm việc
- Có điện áp dương đặt nên Anot
- Có xung áp dương đặt vào cực điều khiển
- Sau khi Thyristor đă mở th́ xung điều khiển không c̣n tác dụng, ḍng điện chạy qua Thyristor do thông số của mạch quyết định.
*. Chức năng của mạch điều khiển
- Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong một nửa chu kỳ dương của điện áp đặt lên Anot-Catot
- Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở được Thyristor
+ Biên độ xung thường từ 2 đến 10V
Độ rộng xung t[SUB]X[/SUB] = 20 ¸100 m­s (đối với thiết bị chỉnh lưu)
t[SUB]X[/SUB] 10 ms (đối với thiết bị biến đổi tần số cao)
5.2. Nguyên tắc điều khiển
Trong việc điều khiển chỉnh lưu th́ việc tạo thời điểm để phát xung mở Thyristor là một khâu rất quan trọng. Việc điều khiển chỉnh lưu thường sử dụng hai nguyên tắc đó là.
Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính.
Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Arccos
*. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính (H́nh 5.1)

[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]










H́nh 5.1. Nguyên lư điều khiển thẳng đứng tuyến tính.

Đối với nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính th́ tại thời điểm xuất hiện sự cân bằng giữa điện áp điều khiển (U[SUB]đk[/SUB]) và điện áp tựa (U[SUB]S[/SUB] c̣ng chính là điện áp cùng pha trùng pha với điện áp đặt trên A-K của Thyristor và thường đặt vào đầu đảo của bộ so sánh).
Thông thường điện áp tựa có dạng răng cưa. Nh­ vậy bằng cách thay đổi U[SUB]đk [/SUB]người ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra

Theo đồ thị nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính th́ góc điều khiển a được xác định:
a = . p
Trong đó : a góc mở của Thyristor
U[SUB]đk[/SUB]-Điện áp điều khiển
U[SUB]sm[/SUB]- Điện áp đồng bộ cực đại
Thông thường người ta lấy U[SUB]đk [/SUB]max = U[SUB]sm[/SUB]. Ta nhận thấy rằng góc a là một hàm tuyến tính của điện áp điều khiển U[SUB]đk[/SUB]. Vậy ta có thể điều khiển góc a thông qua điều khiển điện áp một chiều.
*. Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Arccos (H́nh 5.2)


[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[/TABLE]









H́nh 5.2 . Nguyên lư điều khiển thẳng đứng Arccos

Điện áp đồng bé U[SUB]S[/SUB] vượt trước điện áp U[SUB]AK [/SUB]= U[SUB]m[/SUB]Sinwt của Thyristor một góc bằng , vậy U[SUB]s[/SUB] = U[SUB]m[/SUB] Coswt
Điện áp điều khiển là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được biên độ theo 2 chiều ( dương và âm). Nếu đặt U[SUB]S[/SUB] vào cổng đảo và U[SUB]đk [/SUB]vào cổng không đảo của một khâu so sánh th́ ta sẽ nhận đựoc một xung rất mảnh ở đầu ra của khâu so sánh khi khâu này lật trạng thái
Góc a được xác định
a = arcCos()
Khi U[SUB]đk[/SUB] = Um th́ a =0
U[SUB]đk[/SUB] = 0 th́ a=
U[SUB]đk[/SUB] = -Um th́ a = p
Nh­ vậy khi điều chỉnh Uđk từ trị U[SUB]đk[/SUB] = + U[SUB]m[/SUB] đến trị U[SUB]đk[/SUB] = -U[SUB]m[/SUB] ta có thể điều chỉnh được góc a từ 0 đến p
Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Arccos được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu đ̣i hỏi chất lượng cao.
Trong mạch điều khiển sau đây ta chọn nguyên tắc điều khiển thẳng đứng Arccos.

5.3. Sơ đồ nguyên lư mạch điều khiển
*. Sơ đồ khối gồm các khâu nh­ H́nh 5.3








H́nh 5.3. Sơ đồ khối mạch điều khiển

1. Khâu đồng pha (H́nh 5.4)
Biến áp đồng pha là một biến áp có điện áp đầu vào là điện áp của Thyristor (U[SUB]AK[/SUB]) điện áp ra được chỉnh lưu hai nửa chu kỳ có điểm giữa nhờ hai diode D[SUB]4[/SUB] và D[SUB]5[/SUB]
Các dioê D[SUB]4[/SUB] và D[SUB]5[/SUB] được chọn theo kinh nghiệm, ta chọn loại có mă hiệu IN4007 có các số liệu
Ḍng tải qua diode 3A
Điện áp ngược đặt lên Diode: 700 V


[TABLE=align: left]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD=colspan: 3, align: left][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[/TR]
[TR]
[TD][/TD]
[TD][/TD]
[TD=align: left][/TD]
[/TR]
[/TABLE]