CHƯƠNG 6 đề CƯƠNG điện tử CÔNG SUÂT 4 2018

Chương 6 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI Các nguyên tắc điều khiển thường được sử dụng hiện nay bao gồm Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha thẳng đứng tuyến tính. Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha thẳng đứng “ARCCOS”. Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng diode 2 cực gốc (Trasistor một tiếp giáp). Nhưng thực tế hiện nay

Chương 6 ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ BIẾN ĐỔI

6.1 Các yêu cầu, đặc điểm của mạch điều khiển

- Mạch điều khiển phải làm việc tin cậy

- Cấp xung điều khiển đúng thời điểm

- Độ rộng và độ lớn của xung điều khiển tối thiểu phải bằng độ rộng và độ lớn của xung cho trong data sheet của linh kiện

- Phải thỏa mãn tính đối xứng giữa các pha

6.2 Các nguyên tắc điều khiển bộ biến đổi

Các nguyên tắc điều khiển thường được sử dụng hiện nay bao gồm

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha thẳng đứng

tuyến tính

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha thẳng đứng

“ARCCOS”

- Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dùng diode 2 cực gốc (Trasistor một tiếp

giáp)

Nhưng thực tế hiện nay người ta hay dùng nguyên tắc điều khiển thẳng đứng

tuyến tính và thẳng đứng ARCCOS Sau đây ta nghiên cứu 2 loại

6.2.1 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính

- Theo nguyên tắc này được thể hiện hình vẽ sau:

0

u

t

us

uC π

Trong đó Us: là điện áp răng cưa đồng bộ với điện áp UAK của thyristor và thường được đặt vào cổng đảo khâu so sánh

Uc: là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được và thường được đặt vào cổng không đảo khâu so sánh

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

Hai tín hiệu Us và Uc được đưa vào khâu so sánh, nên mỗi khi Us = Uc thì đầu

ra so sánh lật trạng thái khi đó tạo ra được một xung điều khiển Như vậy

bằng cách thay đổi Uc ta điều chỉnh được thời điểm phát xung hay chính là

thay đổi được góc kích xung α Giữa α và Uc có mối quan hệ sau:

sm

C

U

U

.



 

Thường lấy Ucm = Usm

Từ biểu thức ta thấy khi thay đổi Uc từ Usm đến 0V thì góc α thay đổi từ α =

 đến α = 0

6.2.2 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos”

- Theo nguyên tắc này được thể hiện hình vẽ sau:

0

u

t

us uC π

Trong đó Us: là điện áp đồng bộ vượt trước điện áp UAK của thyristor một

góc /2 và thường được đặt vào cổng đảo khâu so sánh

Uc: là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được và thường được đặt vào cổng không đảo khâu so sánh

Hai tín hiệu Us và Uc được đưa vào khâu so sánh, nên mỗi khi Us = Uc thì đầu

ra so sánh lật trạng thái khi đó tạo ra được một xung điều khiển Như vậy

bằng cách thay đổi Uc ta điều chỉnh được thời điểm phát xung hay chính là

thay đổi được góc kích xung α Giữa α và Uc có mối quan hệ sau:

U





6.3 Các khâu trong bộ biến đổi phụ thuộc

6.3.1 Sơ đồ khối của mạch điều khiển thiết bị biến đổi phụ thuộc

* Nguyên lý hoạt động

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

6.3.2 Các khâu trong mạch điều khiển thiết bị BĐPT

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

6.4 Điều khiển thiết bị biến đổi độc lập

6.4.1 Sơ đồ khối của mạch điều khiển thiết bị biến đổi độc lập

Các mạch điều khiển thiết bị biến đổi độc lập thường được dùng trong các bộ biến đổi điện áp một chiều hay bộ nghịch lưu Dưới đây xin giới thiệu một số sơ đồ khối của thiết bị biến đổi độc lập

6.4.2 Các khâu trong mạch điều khiển thiết bị BĐĐL

Các khâu trong bộ biến đổi độc lập và các phần tử điều khiển nói chung cũng giống các khâu trong bộ biến đổi phụ thuộc, nhưng có sự khác nhau về

vị trí và chức năng theo sơ đồ khối

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

6.5 Một số mạch điều khiển điển hình

6.5.1 Mạch điều khiển thyritstor đơn giản:

Mạch điều khiển đơn giản của thyritstor giới thiệu trên hình vẽ:

Z d

D

U d

C

VR T

i T

U 1

a)

U d

T

U 1

i T

R 1

VR

D 0

C

R 2

UJT

b)

Hình 6.4.1 Điều khiển thyritstor bằng sơ đồ đơn giản

Nguyên lý điều khiển của mạch hình 6.4.1-a như sau: Khi điện áp nguồn cấp đổi dấu (dương anốt của thyritstor) tụ C được nạp qua D - VR, tới

đủ ngưỡng mở thyritstor tại t1 Thyritstor được mở từ t1 tới  (như đường nét đậm hình 6.4.2-a) Tuy nhiên, việc mở thyritstor tại điểm t1 phụ thuộc đặc tính thyritstor Đặc tính này có thể thay đổi trong quá trình sử dụng thyritstor, làm cho thời điểm mở thyritstor thiếu chính xác Để khắc phục nhược điểm này,

sơ đồ hình 6.4.1- b được ứng dụng khá nhiều

Hình 6.4.2 Điều khiển thyritstor bằng sơ đồ đơn giản

Nguyên lý hoạt động sơ đồ hình 6.4.2b như sau: Khi điện áp nguồn cấp đổi dấu (dương anốt của thyritstor), tụ C nạp đến ngưỡng thông tranzitor đơn nối (UJT), tụ C phóng điện qua UJT làm cho UJT dẫn, có dòng điện chạy vào

t

U

U2

UC

a)

t

U

U2

UC

b)

UUJT

t1

Đối với những bộ nguồn cần chất lượng điều khiển cao, mạch điều khiển được thiết kế phức tạp hơn Chúng ta sẽ nghiên cứu chi tiết về nguyên

lý điều khiển này

6.5.2 Mạch điều khiển chỉnh lưu một kênh

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

U A

U B

U dk

U rc

U D

U E

U F

X dk

U d

t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 8

t t t t t

t t t

6.5.3 Mạch điều khiển chỉnh lưu cầu một pha có điều khiển hoàn toàn

dùng TCA785 hoặc TCA780

6.5.4 Mạch điều khiển chỉnh lưu cầu một pha bán điều khiển dùng

TCA785

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

6.5.5 Mạch điều khiển bộ điều áp xoay chiều một pha dùng Triac

6.5.6 Mạch điều khiển mạch điều áp xoay chiều một pha dùng thyritstor

Trường Đại học SPKT Hưng Yên Điện tử công suất_

6.5.7 Mạch điều khiển xung áp DC nối tiếp dùng KĐTT

6.5.8 Mạch điều khiển xung áp DC nối tiếp dùng KĐTT và NE555

6.5.9 Mạch điều khiển nghịch lưu một pha sử dụng máy biến áp

6.4 Bài tập

Bài 6.1

Thiết kế, phân tích nguyên lý mạch điều khiển chỉnh lưu cầu một pha dùng

TCA785

Bài 6.2

Thiết kế, phân tích nguyên lý mạch điều khiển mạch điều áp xoay chiều một

pha dùng TCA785

Bài 6.1

Thiết kế, phân tích nguyên lý mạch điều khiển xung áp DC dùng KĐTT

Bài 6.3

Phân tích các phần tử logic cơ bản (AND, OR, NOR, NOT, NAND,

TRIGER)

Bài 6.4

Phân tích các mạch tạo xung vuông, tam giác, xung đồng bộ?