Tải bản đầy đủ (.docx) (43 trang)

Thiết kế, chế tạo mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 43 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN

<b>Khoa: Điện – Điện tử</b>

<b>ĐỒ ÁN MÔN HỌC 2</b>

<b>ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH LƯU HÌNHCẦU MỘT PHA BÁN ĐIỀU KHIỂN </b>

<b>GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: LỚP: </b>

Hưng Yên, năm 2023

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>MỤC LỤC</b>

<b>MỤC LỤC...1</b>

<b>NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN...3</b>

<b>PHIẾU ĐÁNH GIÁ Q TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN...4</b>

<b>LỜI NĨI ĐẦU...5</b>

<b>LỜI CẢM ƠN...6</b>

<b>Chương 1...7</b>

<b>TỔNG QUAN VỀ MẠCH CHỈNH LƯU, MẠCH CHỈNH LƯU HÌNH CẦU MỘT PHA...7</b>

<b>1.1 Giới thiệu chung về mạch chỉnh lưu...7</b>

<i><b>1.1.1 Khái niệm về chỉnh lưu...7</b></i>

<i><b>1.1.2 Phân loại mạch chỉnh lưu...7</b></i>

<i><b>1.1.3 Cấu trúc chung của mạch chỉnh lưu...8</b></i>

<i><b>1.1.4 Các thông số đặc trưng của mạch chỉnh lưu...9</b></i>

<b>1.2 Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha...10</b>

<i><b>1.2.1 Mạch chỉnh lưu cầu một pha khơng điều khiển (tải thuần trở)...10</b></i>

<i><b>1.2.2 Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển (tải R+L)...13</b></i>

<i><b>1.2.3 Mạch chỉnh lưu hình cầu một phha bán điều khiển...14</b></i>

<b>Chương 2...20</b>

<b>THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH LƯU CẦU 1 PHA BÁN ĐIỀU KHIỂN...20</b>

<b>2.1 Mạch công suất...20</b>

<b>2.2 Thiết kế và tính chọn các linh kiện cho mạch điều khiển...22</b>

<i><b>2.2.1 Giới thiệu về các phương pháp điều khiển...22</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>PHIẾU ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN</b>

<i>Hưng Yên, Ngày Tháng Năm 2023</i>

Giảng viên hướng dẫn

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>LỜI NÓI ĐẦU</b>

Ngày nay, thế giới đang chứng kiến sự thay đổi to lớn của nền sản xuất công nghiệp do việc áp dụng những thành tựu của cuộc cách mạng khoa học công nghệ. Cùng với sự thay đổi của nền sản xuất công nghiệp, ngành khoa học cơng nghệ về tự động hố cũng có những bước phát triển vượt bậc và trở thành ngành mũi nhọn của thế giới.

Khi mà tất cả mọi thứ đang dần trở nên tự động hóa, khơng cịn cần q nhiều vào cơng sức của con người thì việc học tập cũng như nghiên cứu về tự động hóa sẽ giúp ích được rất nhiều cho đời sống nhân dân.

Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó, trong nội dung đồ án mơn học 2 chúng em đã được giao thực hiện đề tài:” <b>THIẾT KẾ, CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH LƯU HÌNHCẦU MỘT PHA BÁN ĐIỀU KHIỂN”.</b>

<b>Với sự hướng dẫn của thầy: Đào Minh Tuấn, chúng em đã tiến hành nghiên</b>

cứu và hoàn thiện đề tài.

Trong quá trình thực hiện đề tài do khả năng và kiến thức thực tế cịn hạn chế nên khơng thế tránh khỏi sai sót, kính mong thầy cơ đóng góp ý kiến để đề tài hoàn thiện hơn.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>LỜI CẢM ƠN</b>

Để hoàn thành đề tài này chúng em xin chân thành cảm ơn giáo viên hướng

<b>dẫn thầy Đào Minh Tuấn người đã tận tình chỉ bảo giúp đỡ giải đáp những vướng</b>

mắc giúp chúng em có thể thực hiện tốt đồ án này.

Nhờ sự giúp đỡ tận tình của thầy trong quá trình nghiên cứu đã giúp chúng em tích lũy được kiến thức, giúp chúng em hiểu rõ hơn, nắm bắt chắc hơn về những vấn đề cơ bản phục vụ cho quá trình học tập sau này cũng như trong tương lai.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>Chương 1</b>

<b>TỔNG QUAN VỀ MẠCH CHỈNH LƯU, MẠCH CHỈNH LƯUHÌNH CẦU MỘT PHA</b>

<b>1.1 Giới thiệu chung về mạch chỉnh lưu</b>

<i><b>1.1.1 Khái niệm về chỉnh lưu</b></i>

Mạch chỉnh lưu là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện xoay chiều thành nguồn điện một chiều nhằm cung cấp cho phụ tải điện một chiều

<i><b>1.1.2 Phân loại mạch chỉnh lưu</b></i>

Tùy theo số pha của nguồn điện xoay chiều phía đầu vào mạch chỉnh lưu mà có thể chia ra thành mạch chỉnh lưu 1 pha, 3 pha hay n pha:

Nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa dây pha và dây trung tính, thì mạch chỉnh lưu gọi là sơ đồ hình tia. Cịn nếu dòng điện xoay chiều chạy giữa các dây pha thì mạch chỉnh lưu gọi là sơ đồ hình cầu.

 Đặc điểm chung của mạch chỉnh lưu hình tia n pha: - Số van chỉnh lưu bằng số pha của nguồn xoay chiều.

- Các van có số điện cực cùng tên nối chung, điện cực còn lại nối với nguồn xoay chiều. Nếu điện cực nối chung là Katốt thì sơ đồ được gọi là Katốt chung, còn nếu điện cực nối chung là Anốt ta có sơ đồ nối Anốt chung.

- Hệ thống điện áp nguồn xoay chiều n pha phải có điểm trung tính, trung tính nguồn là điện cực còn lại của điện áp chỉnh lưu.

 Đặc điểm chung của mạch chỉnh lưu cầu n pha:

- Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của nguồn xoay chiều, trong đó có n

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

ta kí hiệu bởi chỉ số lẻ, n van cịn lại có Anốt nối chung nên gọi là nhóm van Anốt chung và trên sơ đồ ta kí hiệu bằng chỉ số chẵn.

- Mỗi pha nguồn xoay chiều nối với 2 van, một nhóm Anốt chung và một nhóm ở Katốt chung.

- Điểm nối chung của các van nối Katốt chung và nối Anốt chung là 2 điện cực của điện áp ra.

- Nếu sơ đồ chỉnh lưu dùng toàn diode thì gọi là sơ đồ khơng điều khiển. Nếu sơ đồ chỉnh lưu dùng tồn thyristor thì gọi là sơ đồ chỉnh lưu có điều khiển hay điều khiển hồn tồn. Cịn sơ đồ chỉnh lưu dùng cả thyristor và diode thì gọi là sơ đồ bán điều khiển

- Kết hợp các phương pháp và đặc điểm phân loại như trên ta có sơ đồ phân loại như sau:

<small>Hình 1.1 Sơ đồ phân loại mạch chỉnh lưu.</small>

<i><b>1.1.3 Cấu trúc chung của mạch chỉnh lưu</b></i>

Trong thực tế các mạch chỉnh lưu có nhiều loại và khá đa dạng về hình dáng cũng như tính năng. Tuy nhiên về cơ bản cấu trúc trong bộ biến đổi thường có các bộ phận sau:

- Biến áp nguồn nhằm biến đổi điện áp từ cao xuống thấp hoặc ngược lại. - Van công suất chỉnh lưu, các van này có nhiệm vụ biến đổi nguồn xoay

chiều thành nguồn một chiều.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

- Mạch lọc nhằm lọc nhiễu, sóng hài và san phẳng dòng điện hay điện áp để mạch chỉnh lưu có chất lượng tốt hơn.

- Mạch đo lường trong bộ chỉnh lưu thường dùng để đo dòng điện, điện áp, công suất.

- Mạch điều khiển là bộ phận rất quan trọng trong các bộ chỉnh lưu có điều khiển, nó quyết định độ chính xác, ổn định và chất lượng bộ chỉnh lưu.

- Phụ tải mạch chỉnh lưu thường là phần ứng động cơ điện một chiều, kích từ máy điện một chiều, xoay chiều, cuộn hút nam châm điện, các tải có sức điện động E, đơi khi tải là các đèn chiếu sáng hay các điện trở tạo nhiệt…vv. Dưới đây là sơ đồ khối minh họa sơ đồ cấu trúc của một bộ chỉnh lưu:

<small>Hình 1.2 Cấu trúc chung mạch chỉnh lưu.</small>

<i><b>1.1.4 Các thông số đặc trưng của mạch chỉnh lưu</b></i>

 Thông số tải

- Giá trị điện áp trung bình tren tải: Là thơng số điện áp nhận được ngay sau mạch chỉnh lưu và được ký hiệu (U<small>d</small>)

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

- Dịng điện trung bình qua tải: Là dòng điện sau chỉnh lưu cấp cho phụ tải được ký hiệu (I<small>d</small>)

- Công suất một chiều tải tiêu thụ: Là công suất phụ tải một chiều sau chỉnh lưu và được ký hiệu (P<small>d</small>)

P<small>d = </small>U<small>d</small><i>×</i> I<small>d</small>

 Thơng số van bán dẫn

- Giá trị trung bình dòng điện chảy qua van: I<small>Vtb</small> hoặc I<small>VAV</small>

- Giá trị hiệu dụng dòng điện chảy qua van: I<small>Vhd</small> hoặc I<small>RMS</small>

- Điện áp ngược cực đại mà van phải chịu khi làm việc: U<small>Vngmax</small>

- Điện áp thuận cực đại mà van phải chịu khi làm việc: U<small>Vthmax</small>

<b>1.2 Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha</b>

<i><b>1.2.1 Mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển (tải thuần trở)</b></i>

 Sơ đồ nguyên lý

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<small>Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu cầu một pha không điều khiển tải R.</small>

 Nguyên lý làm việc và dạng sóng

<small>Hình 1.4 Dạng sóng mạch chỉnh lưu hình cầu một pha khơng điều khiển.</small>

- Giả sử mạch đang làm việc ở chế độ xác lập, xét điều kiện lý tưởng và điện

- áp phía thứ cấp u<small>2</small> =

<sub>√</sub>

2U<small>2</small>sinωt(v).t(v).

- Trong nửa chu kỳ đầu 0¿t ¿ , điện áp u<small>2</small> dương, khi đó cặp van D<small>1</small> và D<small>2</small> được phân cực thuận, nên dẫn điện. Còn cặp van D<small>4</small> và D<small>3</small> bị phân cực ngược nên bị khóa lại, khi đó ta có:

- u<small>D1</small> = u<small>D2</small> = 0; u<small>D4</small> = u<small>D3</small> = - u<small>2</small>  0; u<small>d</small> = u<small>2</small>  0; i<small>D1</small> = i<small>D2</small>= i<small>d</small>; i<small>D4</small> = i<small>D3</small> = 0.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

- Trong nửa chu kỳ sau  << t < 2, điện áp – u<small>2</small> dương, khi đó cặp van D<small>1</small> và D<small>2</small> bị phân cực ngược, nên bị khóa lại. Cịn cặp van D<small>4</small> và D<small>3</small>

phân cực thuận nên dẫn điện cho dòng điện qua tải, khi đó ta có:

- u<small>D4</small> = u<small>D3</small> = 0; u<small>D1</small>= u<small>D2</small> = u<small>2</small>  0; u<small>d</small> = - u<small>2</small>  0; i<small>D4</small> = i<small>D3</small> = i<small>d</small>; i<small>D1</small> = i<small>D2</small> = 0. - Các chu kỳ sau nguyên lý hoạt động tương tự.

 Các cơng thức tính tốn trong mạch

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<i><b>1.2.2 Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển (tải R+L)</b></i>

 Sơ đồ nguyên lý

<small>Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển tải R+L.</small>

 Ngun lý làm việc và dạng sóng

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<small>Hình 1.6 Dạng sóng dịng điện, điện áp mạch chỉnh lưu hình cầu một pha có điều khiển tải R+L.</small>

- Giả sử L<small>d</small> = , điện áp phía thứ cấp u<small>2</small> =

<sub>√</sub>

2U<small>2</small> sin t, góc điều khiển

. Xét mạch đang làm việc ở chế độ xác lập. Khi van dẫn sụt áp

<i><b>1.2.3 Mạch chỉnh lưu hình cầu một phha bán điều khiển </b></i>

<i>a, Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển đối xứng (tải R+L)</i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

 Sơ đồ nguyên lý

<small>Hình 1.7 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển hai SCR mắc Kchung.</small>

 Nguyên lý làm việc và dạng sóng

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<small>Hình 1.8 Dạng sóng dịng điện, điện áp mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển hai SCRmắc K chung.</small>

Trên sơ đồ nguyên lý ta thấy nhóm mắc catot chung là các thyristor được mở vào thời điểm khi được kích xung điều khiển. Nhóm anot chung là các van diode chúng được mở theo quy luật tự nhiên, phụ thuộc vào điện áp nguồn: D1 mở khi u2 bắt đầu âm; D2 mở khi u2 bắt đầu dương. Do vậy quá trình làm việc của các van trong một chu kỳ điện lưới được mô tả như sau:

- Trong khoảng: <i>α → π</i> thì van T1 và D2 dẫn. - Trong khoảng: <i>π → π +α</i> thì van T1 và D1 dẫn. - Trong khoảng: <i>π +α → 2 π</i> thì van T2 và D1 dẫn. - Trong khoảng: <i>2 π → 2 π +α</i> thì van T2 và D2 dẫn. Quá trình các chu kỳ sau được lặp lại tương tự.

Qua đây ta thấy khi mạch làm việc có hiện tượng dẫn thẳng hàng của hai van: T<small>1</small> và D<small>1;</small> van T<small>2</small> và D<small>2.</small> Do đó khoảng thời gian này hai đầu tải bị ngắn mạch u<small>d</small> = 0 (v). Các đoạn khác nguyên lý làm việc u<small>d</small> bám theo điện áp nguồn. Qua đó ta thấy dịng điện qua tải i<small>d</small> vẫn liên tục cịn dịng điện qua máy biến áp nguồn thì gián đoạn. Điều này có lợi về mặt năng lượng vì năng lượng khơng cần lấy từ nguồn mà vẫn duy trì được trong tải.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

 Các biểu thức tính tốn

<i>b, Mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển không đối xứng (tải R+L)</i>

 Sơ đồ nguyên lý

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<small>Hình 1.9 Sơ đồ nguyên lý mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển hai SCR mắc đối.</small>

 Nguyên lý làm việc và dạng sóng

<small>Hình 1.10 Dạng sóng dịng điện, điện áp mạch chỉnh lưu hình cầu một pha bán điều khiển haiSCR mắc đối.</small>

Phân tích tương tự theo nguyên lý chung của mạch chỉnh lưu theo như sơ đồ nguyên lý thì các diode được mở tự nhiên ở các nửa chu kỳ: D<small>1</small> mở khi u<small>2</small> âm, D<small>2</small> mở khi u<small>2</small> dương. Các thyristor được mở theo góc kích xung<i>α</i>. Cịn các van được khóa

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

và ngược lại. Như vậy trong một chu kỳ điện áp lưới các van được dẫn trong các

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>Chương 2</b>

<b>THIẾT KẾ, TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MẠCH CHỈNH LƯUCẦU 1 PHA BÁN ĐIỀU KHIỂN</b>

Tính chọn Thyristor dựa và các yếu tố dòng tải, sơ đồ đã chọn, điều kiện tản nhiệt, điện áp làm việc. Các thông số của van được tính như dưới đây:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

Dịng trung bình qua van:

Điện áp ngược lớn nhất mà thyristor phải chịu là:

U<small>ngmax</small>= K<small>nvan</small>. U<small>2</small>= K<small>nvan</small>.

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Trong đó: U<small>d</small>: điện áp tải

U<small>2</small>: điện áp thứ cấp máy biến áp

Chọn Thyristor loại BT151-650R có các thơng số như sau : U<small>ng max</small>= 650V ; I<small>đm</small>= 7,5A ; U<small>g</small> = 1,5V : I<small>g max</small> = 15mA

T<small>x</small>= 100µs ; S<small>x</small> = 0,1 T<small>on</small> = 2ms ; T<small>off</small> = 70ms

- Tính chọn diode công suất:

<b>Tương tự như thông số của Thyristor</b>

U<small>chọn</small>=U<small>ngc max</small>.k<small>u</small>=311,13.1,7=528,9(V) I<small>chọn</small>=k<small>I</small>.K<small>lv</small>=2,5.1,968=4,92(A) Chọn diode công suất 1N5406 :

Chịu U<small>ngcmax</small> =600v, U<small>RMS</small>=400V, I<small>max</small>=10A - Chọn cầu chì:

Dùng cầu chảy tác động nhanh để bảo vệ ngắn mạch đầu ra của bộ chỉnh lưu, dòng điện định mức của dây chảy nhóm 2CC là:

I<small>2CC</small> = 1,1.I<small>d</small> = 1,1.1,23 = 1,353 (A)

⇒ Chọn cầu chảy nhóm 2CC loại 2 (A)

<b>2.2 Thiết kế và tính chọn các linh kiện cho mạch điều khiển</b>

<i><b>2.2.1 Giới thiệu về các phương pháp điều khiển</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

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

- 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.

<i>a, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính</i>

- Ngun tắc được thể hiện như hình vẽ sau:

<small>Hình 2.1 Ngun tắc điều khiển thẳng đứng tuyến tính.</small>

Trong đó

U<small>s</small>: là điện áp răng cưa đồng bộ với điện áp U<small>AK</small> của thyristor và thường được đặt vào cổng đảo khâu so sánh

U<small>c</small>: là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được và thường được đặt vào cổng khơng đảo khâu so sánh

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Hai tín hiệu U<small>s</small> và U<small>c</small> được đưa vào khâu so sánh, nên mỗi khi U<small>s</small> = U<small>c</small> 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

Thường lấy U<small>cm</small> = U<small>sm</small>

Từ biểu thức ta thấy khi thay đổi U<small>c</small> từ U<small>sm</small> đến 0V thì góc α thay đổi từ α =  đến α = 0

<i>b, Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos”</i>

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

Hình 2.2 Nguyên tắc điều khiển thẳng đứng “arccos” Trong đó

U<small>s</small>: là điện áp đồng bộ vượt trước điện áp U<small>AK</small> của thyristor một góc /2 và thường được đặt vào cổng đảo khâu so sánh

U<small>c</small>: là điện áp một chiều có thể điều chỉnh được và thường được đặt vào cổng không đảo khâu so sánh.

Hai tín hiệu U<small>s</small> và U<small>c</small> được đưa vào khâu so sánh, nên mỗi khi U<small>s</small> = U<small>c</small> thì đầu

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

thay đổi U<small>c</small> ta điều chỉnh được thời điểm phát xung hay chính là thay đổi được góc kích xung α. Giữa α và U<small>c</small> có mối quan hệ sau:

Thường lấy U<small>cm</small> = U<small>sm</small>

Từ biểu thức ta thấy khi thay đổi U<small>c</small> từ -U<small>sm</small> đến U<small>sm</small> thì góc α thay đổi từ α =  đến α = 0

-Trong đồ án này chúng em sử dụng phương pháp điều khiển tuyến tính.  Phương án 1: Sử dụng mạch gồm các khâu sau:

- Khâu khuếch đại và biến áp xung.  Ưu điểm: Giá thành rẻ.

 Nhược điểm:

- Mạch phức tạp phải thông qua nhiều khâu. - Chất lượng điều khiển không cao.

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

 Phương án 2: Dùng IC tích hợp TCA 785

<small>Hình 2.3 Sơ đồ khối mạch chỉnh lưu sử dụng IC tích hợp TCA 785.</small>

Đối với việc điều khiển điện áp một chiều ta có thể sử dụng vi mạch tích hợp TCA 785 để đơn giản mạch điều khiển.

 Ưu điểm:

- Mạch đơn giản, ít khâu điều khiển. - Tạo ra điện áp đối xứng.

- Chất lượng điện áp ra như mong muốn.  Nhược điểm :Giá thành đắt.

 Kết luận: Từ việc so sánh ưu nhược điểm của 2 phương án trên chúng em chọn phương pháp 2 (Sử dụng mạch tích hợp TCA 785).

<i><b>2.2.2 TCA 785</b></i>

Vi mạch TCA 785 là vi mạch phức hợp thực hiện 4 chức năng của một mạch điều khiển: Tạo điện áp đồng bộ, tạo điện áp răng cưa, so sánh và tạo xung ra. TCA 785 do hang Simen chế tạo được sử dụng để điều khiển các thiết bị chỉnh lưu, thiêt bị điều chỉnh dòng xoay chiều.

 Đặc trưng:

- Dễ phát hiện việc chuyển qua điểm không.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

- Phạm vi ứng dụng rộng rãi - Có thể hoạt động 3 pha (3 IC). - Dòng điện ra 250 mA.

- Mạch thiết kế đơn giản, thi công nhanh dễ điều khiển và hiệu chỉnh. - Hoạt động tin cậy.

- Dải điều chỉnh và góc điều khiển rộng.

 Giới thiệu về cấu tạo nguyên lý của TCA 785 - Ký hiệu:

<small>Hình 2.4 Sơ đồ chân TCA 785.</small>

- Chức năng:

<small>Bảng 2.1 Sơ đồ chân TCA 785.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

4

<i>Q1</i>

Đầu ra 1 đảo

ngắn, xung rộng

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

<small>Hình 2.5 Sơ đồ cấu tạo TCA 785.</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

Biên độ răng cưa Điện trở mạch nạp

Thời gian sườn ngăn của xung răng cưa

 Nguyên ký làm việc của vi mạch TCA 785

<i><b> TCA 785 là một vi mạch phức hợp thực hiện 4 chức năng của một mạch</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

Nguồn nuôi qua chân 16. Tín hiệu đồng bộ được lấy qua chân số 5 và số 1. Tín hiệu điều khiển được đưa vào chân 11. Một bộ nhận biết điện áp 0 sẽ kiểm tra điện áp lấy vào chuyển trạng thái và sẽ chuyển tín hiệu này đến bộ phận đồng bộ. Bộ phận đồng bộ này sẽ điều khiển tụ Cx2(chân 10). Tụ Cx2 sẽ được nạp đến điện áp không đổi .Khi điện áp V10 đạt đến điện áp V11 thì một tín hiệu sẽ được đưa vào khâu logic. Tuỳ thuộc vào biên độ điện áp điều khiển V<small>11</small>, góc mở α có thể thay đổi từ 0 đến 180<small>o</small>. Với mỗi nửa chu kì song một xung dương xuất hiện ở Q<small>1</small>, Q<small>2</small> . Độ rộng trong khoảng 30-80μAs.

Độ rộng xung có thể kéo dài đến 180<small>o</small> thông qua tụ C<small>x3 </small>(chân 12). Nếu chân 12 nối đất thì sẽ có xung trong khoảng α đến 180<small>o</small>. Nguyên lí hoạt động của khâu tạo xung điều khiển:

<small>Hình 2.7 Khâu tạo xung điều khiển.</small>

Điện áp lưới đưa vào chân số 5 và chân số 1 qua điện trở R5. Tín hiệu điều khiển V<small>dk</small> được đưa vào chân 11 so sánh với điện áp răng cưa tạo bởi tụ C<small>x2 </small>(chân 10) cho ta xung điều khiển thyristor có góc mở α tăng dần ở đầu ra chân 14 và 15. Khi xảy ra ngắn mạch chân 16 nhận được tín hiệu cấm, tại chân 14 và 15 khơng cịn tín hiệu đầu ra.

Từ yêu cầu thực tiễn ta chọn IC TCA 785 do hãng SIMEN sản xuất cùng các linh kiện đi kèm sau: C<small>x3</small>= 104, C<small>x3</small>= 473, R<small>9</small>= 33kΩ ,R<small>5</small>= 1MΩ,VR1= VR2= 10kΩ.

TCA 785 do hãng SIEMEN chế tạo được sử dụng để điều khiển các thiết bị chỉnh lưu, thiết bị chỉnh dòng điện áp xoay chiều.

</div>

×