Động cơ điện một chiều P3

Chia sẻ: Tan Lang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

2
269
lượt xem
151
download

Động cơ điện một chiều P3

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Chương III : THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU § 3.1. Nguyên lý điều khiển Thyristor trong mạch điện xoay chiều. Để điều khiển Thyristor trong mạch điện xoay chiều ta có nhiều nguyên tăc khác nhau nhưng trong thực tế người ta thưòng dùng hai nguyên rắc điều khiển sau : - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính . - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arcos”. Để thực hiện điều chỉnh vị trí...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Động cơ điện một chiều P3

  1. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Chương III : THIẾT KẾ BỘ CHỈNH LƯU ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU § 3.1. Nguyên lý điều khiển Thyristor trong mạch điện xoay chiều. Để điều khiển Thyristor trong mạch điện xoay chiều ta có nhiều nguyên tăc khác nhau nhưng trong thực tế người ta thưòng dùng hai nguyên rắc điều khiển sau : - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính . - Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arcos”. Để thực hiện điều chỉnh vị trí xung điều khiển đặt nên cực điều khiển ,trong nửa chu kì dương của điện áp đặt nên hai cực Anốt và Catốt của Thyristor . 3.1.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính . Theo nguyên tắc này người ta dùng hai dạng điện áp . - Điện áp đồng bộ ,kí hiệu là US,đồng bộ với điện áp đặt trên Anốt-Catốt của Thyristor. Thường đặt vào đầu đảo của khâu so sánh . - Điện áp điều khiển, kí hiệu là Ucm (điện áp một chiều, có thể điều chỉnh được biên độ). Thường đặt vào đầu không đảo của khâu so sánh . + Khi đó hiệu điện thế đầu vào khâu so sánh là : Ud = Ucm - US . + Mỗi khi Ucm = US thì khâu so sánh lật trạng thái, ta nhận được “sườn xuống” của điện áp đầu ra của khâu so sánh . “Sườn xuống “ này thông qua đa hài một trạng thái ổn định , tạo ra một xung điều khiển . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 30
  2. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều US U cm US US m U cm 0 t α Π 2Π α H×nh3.1: Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh Như vậy bằng cách thay đổi biên độ điện áp Ucm , ta có thể điều chỉnh được thời điểm xuất hiện xung ra, tức là điều chỉnh được góc mở α đưa vào cực điều khiển của Thyristor . Ta có quan hệ : Ucm α =Π Usm Người ta lấy U cm max = US m 3.2.Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “Arccos”. Theo nguyên tắc này người ta dùng hai dạng điện áp . - Điện áp đồng bộ US, vượt trước UAK = Um sinωt, của Thyristor một góc bằng Π / 2 . US = Um cosωt . - Điện áp điều khiển Ucm , là điện áp một chiều , có thể điều chỉnh được biên độ theo hai chiều dương và âm . - Nếu đặt US vào cổng đảo và Ucm vào cổng không đảo của khâu so sánh thì khi US = Ucm ,ta nhận được một xung rất mảnh ở đầu ra của khâu so sánh khi khâu này lật trạng thái . Um cosωt = Ucm Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 31
  3. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Ucm Do đó α = arccos ( ) Um + Khi Ucm = Um thì α = 0. + Khi Ucm = 0 thì α = Π / 2 . + Khi Ucm = - Um thì α = Π . Us UAK Us UAK Ucm 0 t Π 2Π α H×nh3.2: Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng Arccos Như vậy khi điều chỉnh Ucm từ trị số Ucm= +Um đến Ucm = - Um ,ta có thể điều chỉnh được góc α từ 00 → 1800 . Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “Arccos” được sử dụng trong các thiết bị chỉnh lưu đòi hỏi chất lưọng điều chỉnh cao . § 3.2. Thiết kế mạch lực cầu chỉnh lưu điều khiển Thyristor . 3.2.1.Tính chọn Thyristor . Thông số của động cơ : Pđm = 2,8 Kw. Uđm = 220 V. I đm = 17A. Tính chọn Thyristor dựa vào các yếu tố cơ bản : dòng tải, điều kiện toả nhiệt , điện áp làm việc . Các thông số cơ bản của van được tính như sau : Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 32
  4. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều + Điện áp ngược lớn nhất mà Thyristor phải chịu . Ud Ung max = k nv.U2 = k nv Ku Với : knv = 2 2 2 ku = Π 220 Ung max = 2 . Π 2 2 Ung max = 345,4 (V) Điện áp ngược của Thyristor cần chọn : Ung V = kdt U . Ung max Với : kdt U là hệ số dự trữ điện áp kdt U = 1,8 Ung max = 1,8.345,4 Ung max = 621,72 (V) Ung max = 622 (V) + Dòng điện làm việc của van được tính theo dòng hiệu dụng . I lv = I hd = khd . I d 1 Với : khd = 2 Id 17 I lv = = 2 2 I lv = 8,5 (A) + Dòng điện định mức của van . Chọn điều kiện làm việc của van là có cánh toả nhiệt và đầy đủ diện tích toả nhiệt. Không có quạt đối lưu không khí, với điều kiện đó dòng định mức của van cần chọn : IđmV = ki. I lv Với : ki là hệ số dự trữ dòng điện và chọn ki = 4 Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 33
  5. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Iđm V = 4. 8,5 = 34 (A) Iđm V = 34 (A) Từ các thông số Unv, Iđmv ta chọn được 4 Thyristor loại NO29RH10. Có các thông số sau : + Điện áp ngược cực đại của van : Ung = 1000 (V) . + Dòng điện định mức của van : Iđm = 50 (A) . + Dòng điện của xung điều khiển : Iđk = 0,15 (A) . + Điện áp của xung điều khiển : Uđk = 3 (V) + Dòng điện rò : Ir = + Sụt áp lớn nhất của Thyristor ở trạng thái dẫn là : ΔU = 0,85 (V) . dU V + Tốc độ biến thiên điện áp : = (200 ÷ 500) . dt μs dI A + Tốc độ biến thiên dòng điện : = ( 10 ÷ 70) . dt μs + Thời gian chuyển mạch : tcm = 100 μs . + Nhiệt độ làm việc cực đại cho phép : Tmax = 1250C . 3.2.2.Tính toán các mạch bảo vệ Thyristor . Các Thyristor cần được baỏ vệ khỏi tốc độ tăng dòng điện và tăng điện áp quá lớn . Khi đề cập đến cách bảo vệ các Thyristor chống lại các nguyên nhân gây hư hỏng ta dựa vào các giá trị dòng điện và điện áp mà mỗi Thyristor phải chịu . - Bảo vệ tăng dòng điện quá lớn . - Bảo vệ quá dòng điện nhờ nối tiếp vào mạch một cuộn kháng bão hoà lõi thép Ferit với một vòng dây. Cuộn kháng có tác dụng hạn chế tốc độ tăng trưởng dòng điện sự cố . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 34
  6. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều L T L được chọn theo kinh nghiệm : L = (50 ÷ 100 ) μ H . - Bảo vệ quá điện áp. Để bảo vệ quá điện áp ta có thể dùng mạch RC mắc song song với Thyristor để chống quá điện áp khi chuyển mạch nhiều . T R C Chọn R,C có thể dựa vào công thức sau : 2Q + C = C*min . U im C*min là thông số chung gian phụ thuộc vào k . U in .P K là hệ số quá áp : k = b.U im b là hệ số dự trữ về áp . Uim là giá trị điện áp ngược thực tế đặt vào van . dI Q là điện lượng tích tụ Q = f( ) tra trong sổ tay kĩ thuật . dt L.U min L.U min + Rmin . ≤ R* ≤ Rmax. 2Q 2Q Dựa vào các công thức trên, hình vẽ biểu diễn mối quan hệ C* và R* theo k. Kinh nghiệm thực tế ta chọn được : Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 35
  7. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều R = ( 10 ÷ 1000 ) Ω . Chọn: R = 10( Ω )/3(w) . C = 0,1 ( μ F)/600(mV) . 3.2.3.Vấn đề làm mát cho Thyristor khi làm việc . Khi Thyristor mở cho dòng chảy qua , công suât tổn thất bên trong Thyristor bao gồm : - Tổn hao khi Thyristor dẫn theo chiều thuận . - Tổn hao do chuyển mạch . - Tổn hao trong mạch điều khiển do năng lượng của xung điều khiển trên cực điều khiển gây ra . Các tổn hao này sinh ra nhiệt làm phát nóng Thyristor , do đó ta phải lắp thêm cánh tản nhiệt ở ngoài vỏ. Nhiệt lượng này sẽ được truyền ra vỏ qua lớp chuyển tiếp rồi đến cánh tản nhiệt . Thyristor bán dẫn nếu không được làm mát thì khả năng chịu dòng chỉ còn khoảng ( 30 ÷ 50 )% Iđm . - Làm mát tự nhiên: Có thể khai thác chỉ cỡ 35%giá trị dòng trung bình cho phép qua van . - Làm mát cưỡng bức bằng qụat gió: có thể khai thác đến 50% giá trị dòng trung bình qua van . - Làm mát cưỡng bức bằng nước: khai thác đến 95% giá ttrị dòng trung bình qua van . Như vậy để khai thác triệt dể dòng điện qua van ,ta có thể làm mát bằng cách cho nước chảy trực tiếp qua cánh tản nhiệt . § 3.3. Thiết kế mạch điều khiển . Ta đã biết Thyristor chỉ mở cho dòng điện chảy qua khi có điện áp dương đặt nên Anốt và có xung dương đặt vào cực điều khiển. Sau khi Thyristor Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 36
  8. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều mở thì xung điều khiển không còn tác dụng.Vì vậy việc Thyristor mở cho dòng điện chảy qua là do thông số mạch điều khiển quyết định . 3.3.1.Mạch điều khiển có chức năng sau : - Điều chỉnh được vị ttrí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ của điện áp dương đặt nên Anốt-Catốt của Thyristor . - Tạo ra được các xung điều khiển đủ điều kiện mở được Thyristor. Xung điều khiển có biên độ xung từ (2 ÷ 10 )V, độ rộng xung điều khiển tx = (20 ÷100) μs (đối với thiết bị chỉnh lưu) , tx < 100 μs (đối với thiết bị biến đổi tần số cao) . - Sườn xung ngắn (ts = 0,5 ÷ 1) μs . - Đảm bảo tính đối xứngvới các kênh điều khiển . - Độ tác động nhanh của mạch điều khiển . - Đảm bảo cách ly giữa mạch lực và mạch điều khiển . Ux U tx 0 t ts 3.3.2.Yêu cầu đối với xung điều khiển : Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 37
  9. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều U®k U®k max U®k min U®k 0 α min α α max 1800 Giíi h¹n gãc ®iÒu khiÓn - Xung điều khiển đến các van lực theo đúng pha và góc điều khiển α cần thiết . - Đảm bảo phạm vi điều chỉnh góc điều khiển αmin + αmax tương ứng với phạm vi thay đổi điện áp ra của tải . - Cho phép bộ chỉnh lưu làm việc bình thường với các chế độ khác nhau do tải yêu cầu . - Có độ đối xứng xung điều khiển tốt . - Xung điều khiển phát tới các van lực phù hợp để mở các van lực . - Có khả năng chống nhiễu công nghiệp tốt . Sơ đồ khối mạch điều khiển góc mở α theo nguyên tắc thẳng đứng : §F RC SS TX K§ vμ BAX T §K FX H×nh3.3: S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu khiÓn Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 38
  10. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều - Khâu ĐF: tạo ra điện áp đồng pha với điện áp nguồn . - Khâu SS : tạo thời điểm phát ra xung điều khiển bằng cách so sánh điện áp điều khiển với đIện áp tựa. Tại thời điểm hai điện áp này bằng nhau sẽ xuất hiện một xung , lấy sườn dương để chế thành xung điều khiển mở Thyristor . - Khâu KĐX và BAX: khuếch đại xung đảm bảo biên độ , độ rộng xung đủ để mở Thyristor, và cách ly mạch điều khiển với mạch lực . Để điều khiển góc mở α theo nguyên tắc thẳng đứng cho bản đồ án này ta sử dụng mạch điều khiển góc mở α dùng IC(LM324) và IC(LM741) được trình bày như sau : 3.3.3.Tính toán các khâu của mạch điều khiển : 3.3.3.1. Khâu đồng pha . 1.Sơ đồ nguyên lý . R4 R5 -12 -12 GND D3 BA§P 0 R3 11 2 U1A C7 2 6 U1B 1 7 3 5 R0 GND 1 3 4 R6 D 4 220V +12 GND R7 GND GND H×nh3.4: S¬ ®å nguyªn lý kh©u ®ång pha 2.Đồ thị dạng điện áp ra . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 39
  11. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều U0 0 t U1 +U bh t -U bh U2 2Ubh t 0 T1 -2Ubh T U3 +U bh t 0 -Ubh H×nh3.5: §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p ra kh©u ®ång pha 3.Nguyên lý hoạt động . Điện áp U0 (tại điểm 0) là điện áp ra của thứ cấp biến áp đồng pha nên là điện áp xoay chiều hình sin được đưa vào cổng không đảo của khuếch đại thuật toán U1A thông qua điện trở R3 . Sau khâu khuếch đại thuật toán U1A Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 40
  12. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều ta được điện áp ra tại điểm (1) là U1 có dạng chuỗi xung hình chữ nhật dương âm kế tiếp ,có biên độ U1 = Ubh . Chuỗi xung hình chữ nhật này được đưa sang khâu vi phân gồm có tụ C7 và điện trở R6 . - Khi U1 = - Ubh thì tụ C7 được nạp từ đất nên U2 = UGND = 0 . - Xét tại thời điểm t = t1, khi điện áp U1 tăng đột ngột từ –Ubh nên +Ubh , do đó điện áp U1 = Ubh . Khi đó điện tích trên 2 bản cực của tụ C7 không kịp thay đổi do đó U2 = 2Ubh . Sau đó U1 = +Ubh thì tụ C7 sẽ phóng điện qua điện trở R6 về đất đến khi U2 = 0. Thời gian tụ C7 phóng điện về đất là T1 . - Xét tại thời điểm t = t2, khi điện áp U1 giảm đột ngột từ U1 = +Ubh xuống U1 = -Ubh, đo đó U1 = 2Ubh . Khi đó điện tích trên hai bản cực tụ C7 cũng chưa kịp thay đổi do đó U2 = -2Ubh. Sau thời điểm đó thì U1 = -Ubh và tụ C7 sẽ phóng điện qua điện trở R6 về đất đến khi U2 = 0. Thời gian phóng điện của tụ C7 cũng là T1 . Như vậy ta có điện áp ra sau khâu vi phân là U2 có dạng chuỗi xung kim tam giác dương âm kế tiếp . Chuỗi xung kim U2 được đưa tới khâu khuếch đại thuật toán U1B thông qua hai điốt D3 và D4 mắc song song ngược . - Ở nửa chu kỳ đầu khi U2 > 0 thì điốt D3 sẽ thông . Điện áp được đưa vào cửa đảo của U1B bằng tổng U2 + điện áp phân áp trên R4 và R5 . Qua U1B điện áp bị đảo dấu. Điện áp ra tại điểm (3) là U3 là điện áp âm . Khi U2 = 0 thì cả D3 và D4 đều khoá, điện áp vào cửa đảo của U1B lấy trên phân áp R4 và R5 là điện áp âm nên điện áp ra U3 là điện áp dương . Khi U2 < 0 thì điốt D4 sẽ thông điện áp âm đặt nên cửa không đảo của U1B nên điện áp ra U3 là điện áp âm . 4.Tính toán khâu đồng pha . a)Tính khâu vi phân . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 41
  13. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều + Khi U1 = -Ubh thì U2 = UGND = 0 . + Khi U1 tăng đột ngột từ -Ubh →+Ubh . có nghĩa U1 biến thiên một khoảng 2Ubh thì điện tích trên hai bản cực của tụ C7 chưa kịp thay đổi nên U2 = 2Ubh . Sau đó U1 = +Ubh thì tụ C7 sẽ phóng điện qua điện trở R6 về đất . - Hằng số thời gian phóng của tụ C7 là T1 . T1 = R6.C7 . Chọn T1 = 0,5 (ms) . C7 = 0,47(μF) . 0,5.10 −3 R6 = −6 = 1,06.103 (Ω) . 0,47.10 Chọn R6 = 1,5 (kΩ) . R3 = 5 (kΩ) . R4 = 10 (kΩ) . R5 = 10 (kΩ) . R7 = 5 (kΩ) . Chọn D3, D4 loại 1N4148 có các thông số sau : Iđm = 300 (mA) . Ungmax = 30 (V) . Chọn khuếch đại thuật toán U1A loại LM324 có các thông số sau : Ung = (3 ÷ 32) (V) . P1 = 900 (mW) . Ira = 40 (mA) . K = 100 (dB ). Chọn khuếch đại thuật toán U1B loại LM324 . 3.3.3.2.Khâu tạo điện áp răng cưa . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 42
  14. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều 1.Sơ đồ nguyên lý . DZ1 VR1 R8 C8 +12 D5 VR2 U1C 9 8 10 3 GND 4 H×nh3.6: S¬ ®å nguyªn lý kh©u t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a 2.Đồ thị dạng điện áp ra . U3 t 0 U4 T1 T H×nh3.7: §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p ra kh©u t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c−a 3.Nguyên lý hoạt động . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 43
  15. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Khi điện áp ra U3 dương đặt vào đầu của điốt D5 thì D5 bị khoá, tụ C8 được nạp ngược theo chiều từ U4 qua tụ C8 qua VR2, đến khi điện áp trên tụ C8 bằng 10V . Khi điện áp ra U3 âm đặt vào đầu của điốt D5 thì D5 sẽ thông cho dòng điện chảy qua lúc này tụ C8 sẽ phóng điện tích theo chiều từ +12V qua biến trở VR1và điện trở R8 đến khi điện áp trên tụ bằng 0V . 4.Tính toán khâu tạo điện áp răng cưa . + Khi tụ C8 nạp . Gọi thời gian nạp của tụ C8 là T1, T1 = 0,5 ms . Điện áp nạp là : t 1 U(C8) = U(C0) + C8 ∫I 0 nap .dt Inạp = const . U(C0) = 0 I nap →U(C8) = .t C8 Chọn U(C8) = 10(V) . t = T1 = 0,5 (ms) . U bh Mặt khác ta có: Inạp = , Inạp = (1 ÷ 2) mA . VR2 Chọn Inạp = 1(mA) . Ubh = 10(V) . 10 → VR2 = −3 = 10.103 (Ω) . 1.10 Chọn VR2 = 10(kΩ) . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 44
  16. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều I nap .t 1.10 −3.0,5.10 −3 → C8 = = = 0,05.10-6 U (C8 ) 10 Chọn C8 = 47 (nF) . + Khi tụ C8 phóng . Điện áp khi tụ C8 phóng là : T 1 U(C8) = UCt - C8 ∫ I phong .dt t Iphóng = const . UCt = 10(V) . U(C8) = 0 . T −t U(C8) = 10 - ( ) .Iphóng = 0 C8 Có T – t = T – T1 = 10 – 0,5 = 9,5 (ms) . 10.C8 10.47.10 −9 Iphóng = −3 = −3 = 0,05.10-3 9,5.10 9,5.10 Iphóng = 0,05.10-3 (A) . Mặt khác ta có : + U CC Iphóng = VR1 + R8 + U CC + 12 → VR1 + R8 = = −3 = 240.103 (Ω) . I phong 0,05.10 → VR1 + R8 = 240 (kΩ) . Chọn VR1 = 40 (kΩ) . R8 = 200 (kΩ) . Chọn điốt D5 là loại 1N4148 . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 45
  17. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Chọn điốt ổn áp DZ1 là loại có Ung = 9V. Chọn khuếch đại thuật toán U1C loại LM324 . 3.3.3.3.Khâu so sánh . 1.Sơ đồ nguyên lý . R9 U1D 13 14 R11 5 6 12 4 D6 5 R10 Udk GND H×nh3.8: S¬ ®å nguyªn lý kh©u so s¸nh 2.Đồ thị dạng điện áp ra . U4 U®k t 0 U5 0 t U6 0 t H×nh3.9: §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p ra kh©u so s¸nh Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 46
  18. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều 3.Nguyên lý hoạt động . Muốn xác định được thời điểm mở Thyristor ( góc mở α ) thì ta tiến hành so sánh hai tín hiệu Uđk và Urc. Điện áp răng cưa U4 được đưa vào cửa đảo của khâu khuếch đại thuật toán U1D để so sánh với điện áp điều khiển được đưa vào cửa không đảo. Điện áp điều khiển được đưa vào cửa không đảo của khuếch đại thuật toán U1B qua R7 . - Nếu Urc < Uđk thì tín hiệu ra là dương →U4 > 0 . - Nếu Urc > Uđk thì tín hiệu ra là âm → U4 < 0 . - Nếu Urc = Uđk thì đó là thời điểm phát xung để mở Thyristor . Vậy ở đầu ra của U1D là một chuỗi xung âm dương liên tiếp. Muốn thay đổi góc mở α của Thyristor từ 00 ÷ 1800 thì ta thay đổi giá trị độ lớn của điện áp điều khiển Uđk . - Điốt D6 dùng để loại bỏ phần xung âm . Vì vậy điện áp ra ở điểm (6) chỉ còn phần xung dương . 4.Tính toán khâu so sánh . Chọn điện trở R9 = R10 = 10 (kΩ) . R11 = 5 (kΩ) . Chọn khuếch đại thuật toán U1D loại LM324 . Điốt D6 dùng để loại bỏ phần xung âm chọn loại 1N4148 . 3.3.3.4.Khâu phát xung chùm . 1.Sơ đồ nguyên lý . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 47
  19. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều R14 -12 4 1 5 7R 2 6 15 8 C9 3 U3A D7 GND 7 8 +12 GND GND R12 R 13 H×nh3.10: S¬ ®å nguyªn lý kh©u ph¸t xung chïm 2.Đồ thị dạng điện áp ra . UC U7 U7 +Ubh U R12 U C9 t 0 T1 T2 -U bh U8 0 t H×nh3.11: §å thÞ ®iÖn ¸p ra kh©u ph¸t xung chïm 3.Nguyên lý hoạt động . Khâu khuếch đại thuật toán U3A thực hiện hai tín hiệu Uc và Ur . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 48
  20. Chương III : Thiết kế bộ chỉnh lưu điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều Ur = K . U6 . R12 với K = R12 + R13 Khi cấp nguồn cho khuếch đại thuật toán U3A sau thời gian quá độ thì thì sự phóng nạp của tụ C9 tạo ra chuỗi xung hình chữ nhật . Giả sử đầu ra của khâu khuếch đại thuật toán U3A là điện áp dương qua phân áp điện trở R12 và R13 có điện áp ngưỡng là U ngưỡng =Ur , điện áp này đặt vào cổng không đảo của U3A. Đồng thời tụ C9 được nạp từ đầu ra của U3A qua điện trở R14 đặt vào cửa đảo của U3A. Tụ C9 nạp điện áp lớn dần lên, khi nào điện áp đó lớn hơn cửa không đảo thì đầu ra của U3A đổi dấu . Quá trình đó cứ lặp lại như trên kết quả ta thu đươc xung chùm âm dưong kế tiếp ở đầu ra (7) . Vì điốt D7 dùng để loại bỏ phần xung âm nên tại điểm (8) ta thu được xung chùm chỉ có phần xung dương . 4.Tính toán khâu phát xung chùm . Chu kỳ phát xung là T = 2,2.R14.C9 T → R14 = 2,2.C 9 Chọn tụ C9 = 0,02μF = 0,02.10-6 (F) . Xung ra có tần số là: f = 10 kHz 1 1 →T= = 3 = 10-4 (s) f 10.10 10 −4 → R14 = = 2272,7 (Ω) . 2,2.0,02.10 −6 Chọn R14 = 3,3 (kΩ) . R12 = R13 = R15 = 10 (kΩ) . D7 loại 1N4148 . Sinh vêªn : ũò Quang TếÕn - ớíp ЧЧH3 - K47 49

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản