Nguyên lý mạch điều khiển

Nguyên lý mạch điều khiển : Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu điều khiển U dk thành góc điều khiển α được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xác định được góc α cần phải biết thông tin về pha của điện áp đặt lên van động lực. Tức là bộ điều khiển phải tạo ra xung đồng pha với điện áp điện áp đặt lên van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 pha không đối xứng được thiết kế theo nguyên lý điều...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nguyên lý mạch điều khiển Nguyên lý mạch điều khiển Formatted: Font: 20 pt Formatted: Centered1. Nguyên lý mạch điều khiển :Bộ điều khiển là bộ biến đổi tín hiệu điều khiển U dk thành góc điều khiểnα được tính từ thời điểm chuyển mạch tự nhiên của van động lực. Để xácđịnh được góc α cần phải biết thông tin về pha của điện áp đặt lên vanđộng lực. Tức là bộ điều khiển phải tạo ra xung đồng pha với điện áp điệnáp đặt lên van động lực. Bộ điều khiển của sơ đồ chỉnh lưu cầu 1 phakhông đối xứng được thiết kế theo nguyên lý điều khiển dọc (có cấu trúcnhư hình vẽ)Bộ điều khiển này gồm : bộ tạo xung răng cưahoặc còn gọi là điện áp tựa (RC) và bộ so sánh(SS). Tín hiệu đồng bộ sẽ đồng bộ quá trìnhlàm việc của máy phát xung răng cưa. Xungrăng cưa ( U RC ) sẽ được so sánh với tín hiệuđiều khiển trong bộ so sánh.Tại thời điểm U RC = U dk , bộ so sánh sẽ tạo ramột xung mà vị trí của nó trên trục thời gian sẽphụ thuộc vào giá trị của tín hiệu điều khiển.2. Các khâu của mạch điều khiển :2.1. Khâu so sánh :Để so sánh các tín hiệu tương tự, người tacó thể dùng trazitor hoặc khếnh đại thuậttoán như ở hình vẽ. Khếch đại thuật đạicó các ưu điểm sau:- Điện trở vào vô cùng lớn: RV = ∞ ( thựctế RV = 106 ÷ 108Ω )- Hệ số khếch đại K = ∞ ( thực tế K = 106 )- Điện trở ra RR = 0 ( thực tế RR = 0 ÷ 200Ω)- Thời gian chuyển mạch từ A đến B bằngkhông ( thực tế vô cùng nhỏ )Nên ngày nay mạch so sánh chủ yếu làdùng khếch đại thuật toán. Tín hiệu sosánh được mắc hau đầu vào của khếch đạithuật toán ( U1 và U2 ) khi U1 = U2,khếch đại thuật toán sẽ lật trạng thái và UR sẽ đổi dấu. Dấu của hai tínhiệu này trùng nhau. Formatted: Font: Times New Roman2.2. Khâu tạo tín hiệu đồng bộ :Dùng chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳcó điểm trung tính (D1,D2) để tạo ra điệnáp chỉnh lưu U(1) như hình vẽ.- Điện áp U(1) được so sánh với U0 đểtạo ra các tín hiệu tương ứng với thờiđiểm mà điện áp nguồn đi qua điểmkhông.- U0 càng nhỏ thì xung U(2) càng hẹpphạm vi điều chỉnh càng lớn.Chọn αmax = 175o thì :U 0 = 2U 2 sin 5 o =Từ đó ta chọn :2.3. Khâu tạo điện áp răng cưa dùng khếch đại thuật toán và transistor :Nguyên lý cơ bản của nó là dùng mạch tíchphân và khóa K. Khóa K được điều khiển bằngtín hiệu đồng bộ. Khi xung đồng bộ kết thúc,khóa K mở ra, tụ C sẽ được nạp điện bở dòng : EIR = = I C = const R −1 −1 E −E t t C ∫ C ∫RUR = UC = I C dt = dt = t 0 0 RCTại thời điểm t1 , khóa K đóng lại và U C = 0 .Nên thay khóa K bằng bóng trường công nghệMOS. Vì điện trở vào của bóng trường lớn nêntín hiệu đồng bộ là tín hiệu áp và nguồn đồng bộsẽ bị ngắn mạch qua các mạch phụ khác. Trongtrường hợp dùng bóng kênh cảm ứng n thìUđồng bộ ≥ U0, bóng sẽ mở ( U0 là điện áp ngưỡng mở của bóng trường). T 1Dựa vào công thức trên với t = = và U R = E ta có : 2 2f E 1 1 1E= ⇒ RC = = = 0.01 RC 2 f 2 f 2 x50 0.01Chọn C = 0.1μF suy ra : R = = 100kΩ 0.1x10 − 62.4. Khâu phát xung dùng khếch đại thuật toán :Bộ phát xung là mạcht dao động ra các xung vuông và lặp lại theo chu kỳ.Mạch tạo dao động dùng khếch đại thuật toán được mô tả như trên hìnhvẽ :Tụ C và điện trở R1 tạo thành mạch tích phân. Mạch R2, R3 là mạchphản hồi. Nguyên lý làm việc của mạch như sau: Giả sử ở thời điểm 0,điện áp của khếch đại thuật toán đạt giá trị cựcđại UR = Umax ≈ +EThông qua mạch phản hồi R3, R4 đầu vào +của khếch đại thuật toán sẽ có tín hiệu phản hồi E+U0 = duy trì cho khếch đại thuật toán R2 + R3nằm ở chế độ bão hòa dương. Lúc này tụ Cđược nạp thông qua điện trở R1 tới giá trịURmax. Khi t = t1, điện áp UC đạt giá trị U0,khếch đại thuật toán lật trạng thái và UR = -Umax ≈ -E. Điện áp trên tụ C không thể thayđổi đột ngột và lúc này tụ C lại phóng điện quaR1. Ở thời điểm t = t2, khi EU C = −U 0 = − R3 , khếch đại thuật toán lại R 2 + R3lật trạng thái và UR = Umax ≈ +E và sau đóquá trình lặp lại.Thời gian phóng tụ C : ⎛U +U0 ⎞t x = R.C. ln⎜ R max ⎜U ⎟ ⎟ ⎝ R max − U 0 ⎠Thay giá trị U0 và biểu thức trên ta có : ⎛ 2R ⎞t x = R.C. ln⎜1 + 3 ⎟ ⎜ ⎝ R2 ⎟ ⎠và c kỳ má phát sẽ là : chu áy ⎛ 2R ⎞T = 2t x = 2 R.C. ln⎜1 + 3 ⎟ ⎜ ⎝ R2 ⎟⎠Chọ R3 = R2 = 50kΩ su ...