Giới thiệu chung về mạch điều khiển : * Mạch điều khiển có các chức năng sau : - Điều khiển được vị tri xung trong fạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt lên anod và catod của tiristo
Trang 113
Chương 3
Thiết kế mạch điều khiển
A Giới thiệu chung về mạch điều khiển :
* Mạch điều khiển có các chức năng sau :
- Điều khiển được vị tri xung trong fạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt lên anod và catod của tiristo
- Tạo được các xung đủ điều kiện mở được tiristo
( xung điều khiển thường có biiên độ từ 2V dến 10V ,độ rộng xung thường từ 20s
đến 100s)
Độ rộng xung được xác định theo biểu thức sau :
dt di
I
x
/
Idt là dòng duy trì của tiristo
* Cấu trúc của một mạch điều khiển như sau :
Trong đó :
- ĐF : khâu tạo điện áp đồng fa
- Urc : điện áp răng cưa
- Uc : là điện áp điều khiển
- khâu 1 : khâu so sánh điện áp giữa Uc và Urc , khi Uc – Urc = 0 thì trigơ lật trạng thái
- khâu 2 : khâu tạo xung chùm
- khâu 3 : là khâu khuyếch đại xung
- khâu 4 : khâu biến áp xung
Bằng cách điều chỉnh Uc ta có thể điều chỉnh được vị trí xung điều khiển tức là điều chỉnh được góc
X S S
Uc
Trang 214
chỉnh lưu cầu một fa và qua khâu so sánh A1 để tạo điện áp dạng xung hình chữ nhật UI Do có sự fóng nạp của tụ C1 , ở đầu ra của A2 có điện áp dạng răng cưa UII
UII sau đó được so sánh với điện áp điều khiển Uđk qua khâu A4 tạo điện áp xung chữ nhật Điện áp này qua diode D13 chỉ còn lại các xung dương UIV Thời
điểm fát xung của A4 được điều chỉnh nhờ thay đổi điện áp Uđk Do đó góc điều khiển có thể thay đổi khi điều chỉnh Uđk
Khâu A3 và diode D2 tạo xung chùm có điện áp dương UIII Độ rộng của các xung này tuỳ thuộc vào giá trị R4 và C2 được xác định dựa trên yêu cầu của tiristo cần điều khiển
Các điện áp UIV và UIII qua fần tử AND và được đưa vào khâu khuyếch đại xung và biến áp xung để tạo các xung có công suất đủ lớn để mở các tiristo
Khối phản hồi dòng điện ( bao gồm các khâu A5 và A7 ) tự động điều chỉnh dòng điện ổn định khi nó thay đổi trong quá trình nạp ăc-quy và tạo giá trị dòng nạp ban đầu theo yêu cầu của ăc-quy
Khối phản hồi áp (khâu A10 ) tự động điều chỉnh điện áp khi điện áp thay đổi Điện áp fản hồi được so sánh với điện áp đặt trên biến trở VR1
Khi điện áp fản hồi Uf nhỏ hơn điện áp đặt ( bằng 93%Uđm của ăc-quy ) thì ở
đầu ra của A6 xuất hiện xung âm làm khoá K2 và mở K1 cho fép ăc-quy vẫn nạp theo dòng
Khi Uf lớn hơn điện áp đặt thì ở đầu ra của A6 xuất hiện xung dương làm K2 mở
và K1 đóng , lúc này ăc-quy chuyển sang chế độ nạp theo áp
Trong lúc nạp theo áp , khi điện áp nạp đạt giá trị 113%Uđm thì quá trình nạp
được ngắt nhờ khâu bảo vệ quá áp ( gồm khâu A9 , tranzito T4 và rơle RH )
Dạng điện áp của các khâu trong mạch điều khiển như sau :
Trang 315
U ®k
1,5
U I
U II
U IV
U III
1
Ubh
- Ubh
Ubh
- Ubh
0
0
0
0
Trang 416
Nguyên lý hoạt động :
MBA tạo điện áp đồng fa với điện áp đặt vào mạch lực Điện áp hình sin sau khi qua chỉnh lưu được đưa vào khâu so sánh A1 tạo điện áp hình xung chữ nhật Do
có diode D1 nên chỉ có xung dương của điện áp UI được đưa vào nạp cho tụ C1 Khi có xung âm , D1 khoá ,T1 mở , tụ C1 fóng điện qua R2 , A1 Do quá trình fóng nạp của tụ C1 nên ta có được điện áp ra của khâu A2 có dạng xung tam giác
Điện trở R2 nhằm hạn chế dòng qua tranzito T1
Diode Dz mắc song song tụ C1 nhằm khống chế điện áp ra UII không vượt quá
UDZ
- Trong quá trình nạp cho tụ C1 :
1 C 3 R
1 UII
dt
dUII 1 C 3 R
0
.
tại thời điểm bắt đầu nạp cho tụ C1 , điện áp trên tụ bằng 0
1 C 3 R
t Ubh t
UI 1 C 3 R
1 UII
.
.
.
- Điện áp bão hoà : Ubh = E – 2 = 15 – 2 = 13V
- thời gian nạp cho tụ C1 là : tn = T/2 – 2.1/
- chọn điện áp dặt UR28 15 V
Uđf = 22 2 sin
2 22
5 1
sin
A2
C1 R3
A 1
D1
D9
D12 D11
D10
R1
R28 R27
MBA
I I
+ E
- E
- E
Trang 517
Time [s]
0.00 10.00m 20.00m 30.00m 40.00m 50.00m 60.00m 70.00m
-20.00
-10.00
0.00
10.00
20.00
30.00
U®f
U II
Time [s]
0.00 10.00m 20.00m 30.00m 40.00m 50.00m 60.00m 70.00m
-20.00
-10.00
0.00
10.00
20.00
30.00
U®f
U I
1,5V
Trang 618
1 C 3 R
tn Ubh UII
.
.
chọn UII max = -Ubh = -13V R3.C1 = tn = 0,0097
chọn R3=10k C1 = 0,0097/10000 = 0,97F
- Trong quá trình fóng của tụ C1 :
UI t Uof
1 C 2 R
1
.
trong đó : Uof = UIImax
t là thời gian fóng điện của C1
t < 1/314 = 0,048/314 = 0,153ms
73 157 10
97 0
10 153 0 2
3
,
,
,
chọn R2 = 150
- chọn các điện trở R28 = 1k ; R29 = 9k
- chọn diode : các diode D9 , D10 , D11 , D12 và D1 dùng loại D-1001 có các thông số I = 1A và Ung = 200 V
- chọn diode Dz loại BZ23-C15 có điện áp ngược cực đại = 14,75 V
- chọn tranzito loại C828 có các thông số Uce = 30 V; Ice = 300mA ;
=30 100
- chọn IC thuật toán loại A741 có các thông số như sau :
Zvào = 300k ; Zra = 60 ; En = 15V ; t = 55o C 125o C