Điều chỉnh và khống chế nhiệt độ lò điện trở, chương 6

Thyristor chỉ mở cho dòng chảy qua khi thoả mãn hai điều kiện : Khi thyristor chuyển sang trạng thái dẫn thì cực điều khiển không còn tác dụng. Thyristor chỉ trở về trạng thái khoá nếu dòng điện . (IH là dòng điện duy trì). Chức năng của mạch điều khiển: điều chỉnh được vị trí xung trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt tên là A-K
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều chỉnh và khống chế nhiệt độ lò điện trở, chương 6 Ch-¬ng 6 ThiÕt kÕ vµ tÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓnI. Nguyªn t¾c chung cña m¹ch ®iÒu khiÓn1. Thyristor chØ më cho dßng ch¶y qua khi tho¶ m·n hai ®iÒu kiÖn : UAK > 0 IG > 0Khi thyristor chuyÓn sang tr¹ng th¸i dÉn th× cùc ®iÒu khiÓn kh«ngcßn t¸c dông. Thyristor chØ trë vÒ tr¹ng th¸i kho¸ nÕu dßng ®iÖn IA< IH.( IH : dßng ®iÖn duy tr× )Chøc n¨ng cña m¹ch ®iÒu khiÓn : + §iÒu chØnh ®-îc vÞ trÝ xung trong ph¹m vi nöa chu kú d-¬ngcña ®iÖn ¸p ®Æt lªn A-K cña thyristor. + T¹o ra ®-îc c¸c xung ®ñ diÒu kiÖn më thyristor, ®é réng xungtx ®-îc tÝnh theo biÓu thøc : IH tx  di / dtdi/dt : tèc ®é biÕn thiªn dßng t¶i.2. CÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn thyristor. UAK : ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn ( ®iÖn ¸p mét chiÒu ). Ut : ®iÖn ¸p tùa ( ®ång bé víi ®iÖn ¸p A-K cña thyristor ). HiÖu ®iÖn ¸p | U®k – Ut | ®-a vµo kh©u so s¸nh. (1) : lµm viÖc nh- mét trig¬. §Çu ra nhËn ®-îc mét chuçi xung ch÷ nhËt. (2) : kh©u t¹o xung. (3) : kh©u khuÕch ®¹i xung. (4) : kh©u biÕn ¸p xung. Thay ®æi U®k cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc vÞ trÝ xung ®iÒu khiÓn tøc lµ ®iÒu chØnh ®-îcgãc .3. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn. Cã hai nguyªn t¾c : a. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh : U®k + Ut ®-a ®Õn ®Çu vµo cña mét kh©u so s¸nh b»ng c¸nh lµmbiÕn ®æi U®k ta cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc thêi ®iÓm xuÊt giÖn xungtøc lµ ®iÒu chØnh ®-îc gãc . Khi U®k = 0 ta cã  = 0 Khi U®k < 0 ta cã  > 0 Quan hÖ gi÷a  vµ U®k nh- sau : U dk   U t max Ta lÊy U®kmax = Utmax. b. Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng “arccos”. Nguyªn t¾c nµy dïng hai ®iÖn ¸p : ®iÖn ¸p ®éng bé Ut v-ît tr-íc ®iÖn ¸p A-K cña thyristor mét gãcb»ng /2. ( NÕu UAK = Asint th× Ut = Bcost ). UAK cã thÓ ®iÒu khiÓn ®-îc theo hai h-íng d-¬ng vµ ©m. Ut +U®k ®-îc ®-a ®Õn ®Çu vµo kh©u so s¸nh . Khi Ut + U®k = 0 ta nhËn®-îc mét xung ë ®Çu ra cña kh©u so s¸nh. U®k + Bcos = 0   = arccos( -U®k/B ). Th-êng lÊy B = U®kmax. Khi U®k = 0 th×  = /2. Nguyªn t¾c nµy ®-îc sö dông trong c¸c thiÕt bÞ chØnh l-u chÊtl-îng cao. NhËn xÐt : Yªu cÇu cña ®iÒu ¸p xoay chiÒu ba pha cã thÓ dïngnguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh v× nã ®¬n gi¶n vµ ®¸pøng ®-îc yªu cÇu m¹ch lùc. TÝn hiÖu ph¶n håi lµ sens¬ nhiÖt ®é biÕn tÝnh hiÖu nhiÖt thµnh tÝnhiÖu ®iÖn, bao gåm s¬ ®å cÇu R9, R10, R11, R*, En. TÝn hiÖu ®iÖn nµy®-îc ®-a qua bé khuÕch ®¹i ( R12, R13, R14, IC A5 ), sau ®ã ®-îc®-a vµo bé PI gåm U®Æt, R15, C3, R17, ®Çu ra lµ UchuÈn ( U1, U2,U3, U4, U5, U6_).II. TÝnh to¸n m¹ch ®iÒu khiÓn.A. Nguyªn lý ho¹t ®éng cña s¬ ®å. CÊp nguån 220V cho cuén s¬ cÊp m¸y biÕn ¸p ®ång pha. §iÖn ¸p phÇn thø cÊp lµ ®iÖn ¸p ®ång pha. Ta chØ lÊy ®iÖn ¸p U21, U22 ®Ó dÉn gi¶i : U21 ®-îc so s¸nh møc ®iÖn ¸p 0V, qua D1 chØ lÊy xung vu«ng U1. U22 ®-îc so s¸nh ë møc ®iÖn ¸p 0V, qua D1 chØ lÊy xung vu«ngU2. U1 vµ U2 ®-îc ®-a qua bé t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c-a ( gåm R3, R4,R5,R6, D1, D2, D3, A3, T1,T2 ), ®Çu ra sÏ nhËn ®-îc ®iÖn ¸p r¨ng c-a U3. U®k ®-îc so s¸nh víi U3 qua A4, cho xung ch÷ nhËt vu«ng. Xungch÷ nhËt vu«ng nµy qua D4 chØ lÊy xung ch÷ nhËt d-¬ng U4. U®k cãthÓ thay ®æi, khi nhiÖt ®é t¨ng| U®k | gi¶m, gãc ph¸t xung lín lªn lµm ®iÖn ¸p ®Çu ra cña thyristorgi¶m vµ ng-îc l¹i, khi nhiÖt ®é gi¶m | U®k | gãc ph¸t xung gi¶m ®ilµm ®iÖn ¸p ®Çu ra cña thyristor t¨ng. ( Kh©u ph¶n håi ®iÖn ¸p lµ ph¶n håi ©m ®Ó æn ®Þnh ë mét ®iÖn ¸pnhÊt ®Þnh, t-¬ng øng víi mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh ). Xung U4 vµ xung chïm Ux ®-îc ®-a qua con AND. §Çu ra ANDlµ xung chïm. Xung chïm nµy ®-îc qua T3, T4 m¾c ®alinht¬n ®ÓkhuyÕch ®¹i c«ng suÊt ( khuyÕch ®¹i dßng ). §-a xung qua biÕn ¸pxung BAX, cho ®é réng xung vµ biªn ®é xung nh- mong muèn. Bé ph¸t xung chïm lµ ®a hµi tù dao ®éng gåm R11, R12, R13, C2 vµIC A4, qua D6 lÊy xung chïm d-¬ng. Trong m¹ch ®iÒu khiÓn ta chän toµn bé IC lµ TL084 cã c¸c th«ngsè : Vcc =  15V P tiªu thô = 680 MW Rin = 106 M U1 = Urabh = 13 (V) U2 = Urabh = 13 (V) §ièt trong m¹ch ®iÒu khiÓn lµ lo¹i 1N4009 cã c¸c th«ng sè : Ilvmax = 10 A Ung-îc = 25 V Umë = 1 V §ièt Zenner lµ lo¹i BZD23-C9V1 cã c¸c th«ng sè : UDZ = 9 V1. Kh©u ®ång pha. U21 = 10 2 sint (V) U22 = -10 2 sint (V)Cho qua bé so s¸nh so víi ®iÖn ¸p 0V. TÝn hiÖu ra nh- h×nh vÏ ( béso s¸nh ®¶o ).Chó ý : Ilv < 1 mA do ®ã : U21/R1 < 1 mA  R1 > 10/1 = 10 K Ta chän R1 = R2 = R1’ = R2’ = 15 K2. Kh©u t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c-a ( Utùa ).- Nguyªn lý ho¹t ®éng : + Trong nöa chu kú ®Çu : U1 < 0 , U2 > 0. U1 < 0 nªn T1 kho¸. Khi ®ã tô C1 ®-îc n¹p ®iÖn ¸p UC1. U2 > 0 qua ®ièt D1 vµ æn ®Þnh ®iÖn ¸p UD3. UC1 vµ UD3 ®-îc ®-a qua bé trõ cã ®iÖn ¸p ra lµ U3. + Trong nöa chu kú sau : U1 > 0 , U2 < 0. U1 > ...