Tải bản đầy đủ (.pdf) (90 trang)

thiết kế hệ thống truyền động tiristor – động cơ không đảo chiều quay cho tải có tính chất phản khán

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (613.29 KB, 90 trang )

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Thiết kế hệ thống truyền động Tiristor – Động cơ không đảo chiều quay cho tải có tính
chất phản kháng, với sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha
Lời nói đầu
Trong thời đại ngày nay sư phạm kỹ thuật là một ngành ra đời chưa lâu, xong
nú cú vai trò quan trọng trong việc đào tạo ra đội ngũ giáo viên cho các trường Cao
Đẳng và Trung Cấp nghề cũng như là các trung tâm nghề. Hiện nay, trong các trường
nghề thì đội ngũ giáo viên chủ yều là các kĩ sư hay các công nhân lành nghề bậc cao.
Do đó, họ thiếu những kỹ năng nghiệp vụ sư phạm nên làm giảm khả năng truyền thụ
kiến thức và hướng dẫn nghề cho học sinh.
Các khối ngành nghề kỹ thuật đóng một vai trò rất quan trọng trong công cuộc
Công Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa đất nước. Việc đào tạo ra một nguồn nhân lực kỹ
thuật lành nghề thì trước tiên phải có một đội ngũ giáo viên giỏi về nghiệp vụ và vững
vàng về tay nghề. Nhận thức được điều này, Đảng và Nhà nước cũng như xã hội đã
quan tâm rất nhiều đến công tác đào tạo giáo viên kỹ thuật. Khoa Sư Phạm Kỹ Thuật
ra đời chưa lâu xong đó cú những tiến bộ nhất định trong việc đào tạo giáo viên kỹ
thuật cho các trường nghề kỹ thuật. Trong quá trình đào tạo thì khoa Sư Phạm Kỹ
Thuật đã rất chú trọng trong việc nâng cao nghiệp vụ sư phạm và phối hợp với các
khoa khác để trang bị cho các giáo sinh về kiến thức ngành kỹ thuật. Nghiệp vụ sư
phạm được trang bị thông qua cỏc mụn chuyên ngành sư phạm và được củng cố qua
việc cho giáo sinh đi kiến tập và thực tập, về chuyên ngành kỹ thuật thì được cung
cấp qua nhiều môn chuyên ngành với các đồ án môn học kèm theo, về tay nghề được
rèn luyện qua các đợt đi xưởng thực tập. Kết thúc khóa học, giáo sinh được giao bài
khóa luận tốt nghiệp bao gồm hai phần là kỹ thuật và sư phạm. Với sự hướng dẫn và
chỉ bảo tận tình của cô Lê Thị Quỳnh Trang, cựng các thầy cô trong Khoa Sư Phạm,
em đã hoàn thành bài khóa luận. Em xin được gửi tới các thầy cô lời cảm ơn chân
thành nhất và kính mong cỏc thõy cụ góp ý cho em để kiến thức của em ngày vững
chắc trong sự nghiệp trồng người của mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thỏi Nguyờn, ngày 30 tháng 5 năm 2011


Sinh viên

Đỗ Thị Ly
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
1
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
MỤC LỤC
Thiết kế hệ thống truyền động Tiristor – Động cơ không đảo chiều quay cho tải
có tính chất phản kháng, với sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha 1
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
PHẦN KỸ THUẬT
Tên đề tài: Thiết kế hệ thống truyền động Tiristor – Động cơ không đảo chiều quay
cho tải có tính chất phản kháng, với sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha.
Nội dung:
- Thiết kế sơ đồ nguyên lý của hệ thống.
- Tính chọn thiết bị.
- Xây dựng đặc tính tĩnh và kiểm tra chế độ tĩnh.
- Mô phỏng và khảo sát chất lượng động của hệ thống.
- Thuyết minh các chế độ làm việc của hệ thống.
Số liệu như sau:
- Công suất động cơ: 11 KW
- Tốc độ động cơ: 1500 V/P
- Dải điều chỉnh: 80/1
- Sai lệch tĩnh: δ ≤ 5%
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
3
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Chương 1

PHÂN TÍCH LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
TRUYỀN ĐỘNG
Trong lĩnh vực kinh tế tạo ra một sản phẩm bằng máy móc đảm bảo các chỉ tiêu
về kinh tế, kỹ thuật là một yếu tố quan trọng nhất .Để sử dụng một cách hợp lý các
thiết bị và khai thác tối đa khả năng làm việc của chúng thì chúng ta phải bắt đầu từ
khâu thiết kế hệ thống. Người thiết kế cần phải dựa vào yêu cầu của quy trình công
nghệ và đặc tính sản xuất để đưa ra phương án hợp lý , từ những phương án đó lựa
chọn ra phương án tối ưu sao cho thoả mãn yêu cầu sau:
- Phải có vốn đầu tư , chi phí vận hành nhỏ nhất
- Chất lượng sản phẩm sản xuất ra phải cao nhưng giá thành hợp lý
- Phải đảm bảo năng suất lao động , độ tin cậy cao ,an toàn cho người và
thiết bị
Ngoài các yêu cầu về kinh tế trờn thỡ cũn cú cỏc yờu kỹ thuật quan trọng nhất là
các hệ thống không cần đảo chiều, dải điều chỉnh tốc độ rộng , trơn (D=80:1) sai
lệch tĩnh nhỏ δ ≤ 0.05 .Vì việc điều chỉnh tốc độ hay đảm bảo tốc độ của máy sẽ đảm
bảo chất lượng sản phẩm và an toàn trong sản xuất, đạt năng suất cao
1.1. Chọn động cơ
Trong công nghiệp hiện nay thường sử dụng 2 loại động cơ chính: động cơ điện xoay
chiều và động cơ điện 1 chiều. Trong đó động cơ xoay chiều bao gồm: động bộ và
động cơ không đồng bộ; Động cơ một chiều gồm: động cơ 1 chiều kích từ độc lập và
động cơ 1 chiều kích từ nối tiếp. Mỗi loại có những đặc điểm riêng, phù hợp với
những yêu cầu công nghệ, trường hợp sử dụng khác nhau. Do vậy tùy vào các yêu
cầu đặt ra, ta lựa chọn loại động cơ phù hợp, để đảm bảo tính kỹ thuật cũng như tính
kinh tế.
Với yêu cầu của hệ thống truyền động trong đề tài này em lựa chọn động cơ 1 chiều
kích từ độc lập làm động cơ cho truyền động
*Đặc điểm
Động cơ điện một chiều kích từ độc lập thường có cuộn kích từ mắc vào nguồn một
chiều độc lập (hình 6.a) (đối nguồn có công suất không đủ lớn) và cũng có thể cuộn
kích từ mắc song song với mạch phần ứng (đối nguồn một chiều có công suất vô cùng

lớn).
Phương trình đặc tính cơ:
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
4
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
ω
φ φ
= −
U
K
R
K
M
u u
( )
2
a) b)
Hình 6.a) Sơ đồ nguyên lý động cơ điện một chiều kích từ độc lập
. b) Đặc tính cơ của một động cơ điện một chiều kích từ nối tiếp
*Nhận xét:
So với động cơ điện 1 chiều kích từ nối tiếp thì ta thấy động cơ điện 1 chiều
kích từ độc lập có từ thông không phụ thuộc vào phụ tải mà chỉ phụ thuộc vào điện áp
và điện trở của mạch kích từ nên khẳ năng ổn định tốc độ của động cơ điện 1 chiều
kích từ độc lập cao hơn. Mặt khác đặc tính cơ của nó có dạng đường thẳng do đó có
thể ổn định ở mọi cấp tốc độ. Động cơ loại này có dải điều chỉnh rộng do : M = kφI;
φ = const; M = const
1.2 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập
Hiện nay, hầu hết cỏc mỏy sản xuất đều sử dụng hệ truyền động điện để đáp ứng
nhu cầu, đòi hỏi công nghệ, nâng cao tự động hoá cũng như năng suất, chất lượng vì
thế các hệ truyền động điện thường phải điều chỉnh tốc độ theo yêu cầu công nghệ. Về

phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn so với các
loại động cơ khác, không những nó có khả năng điều chỉnh tốc độ dễ dàng mà cấu trúc
mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượng điều chỉnh cao
trong dải điều chỉnh tốc độ rộng. Có 3 phương pháp điều chỉnh tốc độ đó là:
+ Điều chỉnh điện trở phụ mạch phần ứng.
+ Điều chỉnh điện áp đặt vào phần ứng động cơ.
+ Điều chỉnh từ thông kích từ.
Mỗi phương pháp có những ưu điểm riêng, phù hợp với những yêu cầu kỹ thuật
khác nhau như: yêu cầu về điều chỉnh tốc độ, dải điều chỉnh, sai lệch tĩnh, công suất
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
5
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
động cơ….Trong đề tài này, với yêu cầu kỹ thuật là: Công suất động cơ: 11 KW, Tốc
độ động cơ: 1500 V/P, Dải điều chỉnh: 80/1, Sai lệch tĩnh: δ ≤ 5%, ta sử dụng phương
pháp điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp phần ứng
Đặc điểm:
+ Dễ dàng điều chỉnh tốc độ và hạn chế dòng khởi động.
+ Điều chỉnh trơn, dải điều chỉnh rộng.
+ Đặc tính cơ cứng.
+ Sai lệch tĩnh không đổi trong dải điều chỉnh.
+ Tổn hao nhỏ, khả năng tự động hoá cao.
Đặc tính cơ của ĐC 1C KTĐL khi thay đổi điện áp phần ứng
1.3 Chọn bộ biến đổi
Ở phần trên em đã chọn phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay
đổi điện áp đặt vào mạch phần ứng động cơ. Để thay đổi điện áp này sử dụng các bộ
biến đổi. Và tương ứng với các bộ biến đổi, chúng ta cú cỏc hệ thống truyền động
Hiện nay trong công nghiệp chúng ta sử dụng các hệ thống truyền động sau:
+ Hệ thống máy phát – động cơ
+ Hệ thống tiristor – động cơ
+ Hệ thống xung áp – động cơ

Mỗi hệ thống có những ưu – nhược điểm riêng phù hợp với từng yêu cầu riêng của
hệ thống truyền động. Trong đề tài này em chọn bộ biến đổi tiristor – động cơ.
Bộ biến đổi là bộ phận quan trọng của hệ thống truyền động, nó quyết định khả
năng và chất lượng điều chỉnh các chế độ làm việc. Bộ biến đổi xoay chiều – một chiều
dùng tiritor chính là mạch điện chỉnh lưu có điều khiển dùng tiristor để biến đổi dòng
điện xoay chiều thành một chiều điều chỉnh điện áp đi vào mạch phần ứng động cơ.
Sơ đồ khối hệ thống tiristor – động cơ (T - Đ)
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
6
n
n
0
n
01
n
02
n
03
M
c
TN
U
dm
U
1
U
2
U
3
o

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
a
§c
ft
b
c
+
-
WR
ckt
−γ
n
fx
k®tg
+
u
®
bb®
x®k
* Ưu điểm của hệ thống này:
+ Tính tác động nhanh.
+ Hệ thống gọn nhẹ, dễ tạo ra hệ thống vũng kớn.
+ Hệ thống nâng cao được độ cứng đặc tính cơ và mở rộng phạm vi điều chỉnh.
+ Có thể điều chỉnh vô cấp, sai lệch tĩnh nhỏ.
+ Dễ tự động hoá hệ thống.
+ Tác động nhanh, hoạt động tin cậy.
+ Khụng gây ồn, không cần nền móng đặc biệt.
+ Hiệu suất cao, giá thành rẻ.
1.3.1. Chọn phương pháp hãm.
Hãm là trạng thái mà động cơ sinh ra mụmen quay ngược chiều tốc độ quay.

Với động cơ điện một chiều kích từ độc lập có ba phương pháp hãm là:
+ Hãm tái sinh.
+ Hãm ngược.
+ Hãm động năng.
Việc chọn phương pháp hãm phù hợp với yêu cầu công nghệ là điều rất quan
trọng. Với đề tài này, hệ thống yêu cầu không đảo chiều quay (bộ biến đổi không làm
việc ở chế độ nghịch lưu) vì vậy không có hãm tái sinh, để hãm ngược cần công tắc
đảo chiều điện áp (vì E không đổi chiều) dẫn tới hệ thống phức tạp. Vì vậy, trong ba
phương pháp hóm trờn thỡ phương pháp hãm động năng là phù hợp với yêu cầu của
đề tài. Vỡ nú có mạch hãm đơn giản, không sử dụng năng lượng khi hãm, có khả
năng hãm khi mất điện, tự dừng khi điện áp về không. Vì vậy, đối với hệ thống này
em sử dụng phương pháp hãm động năng kích từ độc lập.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
7
Hình 1-4
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
1.3.2 Chọn sơ đồ chỉnh lưu.
Trong thực tế có nhiều sơ đồ chỉnh lưu đáp ứng được yêu cầu công nghệ. Tuy
nhiên ở mỗi sơ đồ cú cỏc chỉ tiêu về chất lượng, giá thành khác nhau. Với yêu cầu của
đề tài em chọn sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha.
Sơ đồ tia 3 pha
* Sơ đồ nguyên lý :
Sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha gồm:
- BA: máy biến áp 3 pha cung cấp điện áp cho sơ đồ chỉnh lưu.
- Các Tiristor T
1
, T
2
, T
3

dùng để biến điện áp xoay chiều 3 pha bên thứ cấp máy biến
áp BA là u
a
, u
b
, u
c
thành điện áp một chiều trên tải U
d
.
- R
d
, L
d
, E
d
: các phần tử phụ tải của bộ chỉnh lưu.
- i
A
, i
B
, i
C
: dũng các pha cuộn dây sơ cấp của BA.
- i
a
, i
b
, i
c

: dũng các pha cuộn dây thứ cấp của BA.
- i
T1
, i
T2
, i
T3
: dũng các van chỉnh lưu.
- i
d
: dòng điện chỉnh lưu.
* Nguyên lý làm việc
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
8
i
T1
i
a
**
BA
i
A
i
B
i
C
A
T
2
i

b
B
i
T2
* *
i
c
*
*
C
i
T3
E
d
L
d
R
d
i
d
T
3
u
d
K
Hình 1-7
a
b
c
0

Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp

π
u
c
u
b
u
a
α
α
α
α
u
ab
u
ac
u
i
0
0
0
0
0
0
0
u
T1
C
B

i
A
i
i
T3
i
T2
i
T1
0
I
d
2I
d
3
k
ba
ba
3k
d
I
ω
t
ω
t
ω
t
ω
t
ω

t
ω
t
ω
t
ω
t
I
d
I
d
ud (nÐt ®Ëm)
ν
1
ν
2
ν
3
ν
4
ν
1
ν
2
ν
3
ν
4
ν
1

ν
2
ν
3
ν
4
ν
1
ν
2
ν
3
ν
4
ν
1
ν
2
ν
3
ν
4
2I
d
3
k
ba
2I
d
3

k
ba

SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
9
Hình 1-8
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Ta xét trường hợp L
d
=

, cho sơ đồ làm việc với một góc điều khiển bằng
α

và cũng giả thiết là sơ đồ đã làm việc xác lập trước thời điểm bắt đầu xét (ωt = 0):
- Ta giả thiết điện cảm là vô cùng lớn (L
d
= ∞) và bỏ qua quá trình chuyển mạch
trước thời điểm ωt = ν
1
= α + π/6 thì T
3
đang dẫn dòng và các van khỏc cũn ở trạng
thái khoá. Khi đú trờn van T
1
sẽ có điện áp thuận (vì u
T1
= u
a
- u

c
= u
ac
, và tại ωt = ν
1
= α
+ π/6 thì u
ac
>0 nên u
T1
>0). Tại ωt = ν
1
= α + π/6 thì T
1
có tín hiệu điều khiển, T
1

đủ cả 2 điều kiện để mở nên T
1
mở và u
T1
giảm về bằng 0. Do u
T1
= 0 nên u
d
= u
a
, và từ
sơ đồ ta xác định được điện áp trên T
3

là u
T3
= u
c
- u
a
= u
ca
, tại ν
1
thì u
ca
<0, tức là T
3
bị
đặt điện áp ngược nờn khoỏ lại, van T
2
thì vẫn khoá. Do vậy trong khoảng tiếp sau ν
1
trong sơ đồ chỉ có van T
1
dẫn dòng, khi T
1
dẫn dòng :
u
d
= u
a
; u
T1

= 0 ; u
T2
= u
ba
; u
T3
= u
ca
; i
T1
= i
d
= I
d
; i
T3
= i
T2
= 0 ;
- Đến ωt = 5π/6 thì u
a
= u
b
, đây là thời điểm mở tự nhiên đối với T
2
nhưng T
2
chưa
mở vì chưa có tín hiệu điều khiển, do u
a

vẫn dương kết hợp với tác dụng cùng chiều của
sức điện động tự cảm trong L
d
mà T
1
vẫn tiếp tục dẫn dòng.
- Đến ωt = π thì u
a
=0 và sau đó chuyển sang âm nhưng T
2
còn chưa mở nên T
1
vẫn tiếp tục làm việc nhờ sức điện động tự cảm của L
d
(ở đây α

>30
o
).
- Tại ωt = ν
2
= 5π/6 + α thì T
2
có tín hiệu điều khiển và do đang có điện áp thuận
nên T
2
mở, T
2
mở thì u
T2

giảm về bằng 0 nên u
d
= u
b
và u
T1
= u
a
-u
b
=u
ab
, mà tại ν
2
thì
u
ab
<0, tức là T
1
bị đặt điện áp ngược nờn khoỏ lại. Do vậy từ ν
2
trong sơ đồ chỉ có van
T
2
dẫn dòng, khi T
2
mở:
u
d
= u

b
; i
T1
= 0 ; u
T2
= 0 ; i
T2
= i
d
= I
d
; i
T3
= 0 ; u
T1
= u
ab
; u
T3
= u
cb
.
Suy luận tương tự như vậy ta có từ ωt = ν
2
ữ ωt = ν
3
thì T
3
làm việc và:
u

d
= u
c
; i
T1
= 0 ; i
T2
= 0 ; i
T3
= i
d
= I
d
; u
T1
= u
ac
; u
T2
= u
bc
; u
T3
= 0.
- Tại ωt = ν
4
thì T
1
lại có tín hiệu điều khiển, T
1

lại mở và sơ đồ lặp lại trạng thái
làm việc giống như từ ωt = ν
1
. Từ tính chất lặp đi lặp lại trạng thái làm việc của sơ đồ
chỉnh lưu ta suy ra giai đoạn ωt = 0 ữωt = ν
1
cũng tương tự giai đoạn ωt = 2π ữωt =
ν
4
, mà giai đoạn ωt = 2π ữωt = ν
4
lại nằm trong giai đoạn ωt = ν
3
ữ ωt = ν
4
: van T
3
dẫn dòng, điều này hoàn toàn phù hợp với giả thiết ban đầu.
* Một số biểu thức tính toán:
U
d
= U
do
.cosα ; với U
do
= (3
6
/2π).U
2
≈ 1,17.U

2
U
Tthmax
= U
Tngmax
=
6
.U
2 ;
I
Ttb
=
3
d
I
; I
T
=
3
d
I
Dòng hiệu dụng cuộn dây sơ cấp và thứ cấp máy biến áp khi tổ nối dây Y/Yo:
3/
2 dT
III
==
;
)3./(
1 bad
kII

=

SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
10
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
* Nhận xét:
Sơ đồ hình tia ba pha có mạch đơn giản, tốn ít linh kiện, rẻ, mạch điều khiển
thiết kế biến áp nguồn cấp (để trỏnh gõy mất đối xứng cho nguồn lưới) và khi tải có
yêu cầu không.
Qua phân tích ở trên ta thấy sơ đồ chỉnh lưu hình tia 3 pha có nhiều ưu điểm hơn
so với các sơ đồ khác. Với yêu cầu phụ tải là điện trở, điện cảm, sức điện động theo
đề tài đã cho em lựa chọn sơ đồ hình tia ba pha là sơ đồ thiết kế mạch động lực.
1.3.3 Chọn các thiết bị phụ trợ bộ biến đổi.
Do những đặc trưng riêng của các phần tử sử dụng trong bộ biến đổi, nhất là đối
với các van mà ta cần phải trang bị thêm một số trang thiết bị bảo vệ. Các tác nhân có
thể gây hỏng van, ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường như: nhiệt độ các van quá
giá trị cho phép, quá giá trị dòng điện các van, quá điện áp trờn cỏc van… Do vậy,
việc trang bị các thiết bị bảo vệ như: sử dụng mạch bảo vệ quá gia tốc R-C mắc song
song với Tiristor, cuộn kháng lọc, các thiết bị bảo vệ ngắn mạch như cầu chì, thiết bị
đóng cắt như công tắc tơ, máy biến áp chỉnh lưu… là một việc làm cần thiết.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
11
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ
2.1. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐỘNG LỰC
* Giới thiệu sơ đồ:
- ATM: ỏp tụ mỏt.
- BA: Máy biến áp động lực.
- T

1
ữT
3
: Các Tiristor của sơ đồ chỉnh lưu hình tia ba pha.
- L: Điện cảm.
- R-C: Các phần tử bảo vệ cho các Tiristor.
- ĐC: Động cơ một chiều kích từ độc lập.
- CKĐ: Cuộn kích từ của động cơ
- R
h
: Điện trở hãm động năng
- H: tiếp điểm thường hở
- K : tiếp điểm thường kín
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
12
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
2.2.THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ MẠCH ĐIỀU KHIỂN
Khi nghiên cứu sơ đồ mạch động lực, ta đã biết để các van có điều khiển của bộ
chỉnh lưu có thể mở tại các thời điểm mong muốn thì ngoài điều kiện tại thời điểm đú
trờn van phải có điện áp thuận đặt lên Anụt - Katụt thỡ trờn điện cực điều khiển và Katụt
của van phải có một điện áp điều khiển (tín hiệu điều khiển).
Để hệ thống cú cỏc tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu mở van đó
nờu thỡ người ta sử dụng một mạch điện tạo ra tín hiệu đó gọi là mạch điều khiển hay
còn gọi là hệ thống điều khiển bộ chỉnh lưu. Điện áp điều khiển của các Tiristor phải
đáp ứng được yêu cầu cần thiết về công suất, biên độ cũng như thời gian tồn tại. Do
đặc điểm của Tiristor là khi van đã mở thì việc còn tín hiệu điều khiển nữa hay không
không ảnh hưởng đến dòng qua van. Vì vậy, để hạn chế công suất của mạch phát tín
hiệu điều khiển và giảm tổn thất trờn vựng điện cực điều khiển người ta thường tạo ra
các tín hiệu điều khiển Tiristor có dạng xung, do đó mạch điều khiển còn gọi là mạch
phát xung điều khiển. Các xung điều khiển được tính toán sao cho độ dài của xung đủ

thời gian cần thiết để mở van với mọi loại tải có thể có khi sơ đồ làm việc. Thông
thường độ dài xung nằm trong giới hạn từ 200às đến 600às.
Các hệ thống phát xung điều khiển bộ chỉnh lưu hiện nay đang sử dụng được
phân làm 2 nhúm chớnh:
+ Nhúm các hệ thống điều khiển đồng bộ.
+ Nhúm các hệ thống điều khiển không đồng bộ.
Nhúm các hệ thống điều khiển không đồng bộ rất phức tạp nờn nú ớt được sử
dụng. Hiện nay, người ta thường hay sử dụng các hệ thống điều khiển đồng bộ. Đây
là nhúm cỏc hệ thống điều khiển mà các xung điều khiển xuất hiện trên điện cực điều
khiển các Tiristor đúng thời điểm cần mở van và lặp đi lặp lại mang tính chất chu kỳ
với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn điện xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
Các hệ thống điều khiển đồng bộ thường sử dụng hiện nay bao gồm:
+ Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha đứng.
+ Hệ thống điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống chế pha ngang.
+ Hệ thống điều khiển chỉnh lưu dựng Điụt hai cực gốc (Tranzitor một tiếp giáp).
Với đề tài này em sử dụng phương pháp điều khiển chỉnh lưu theo nguyên tắc khống
chế pha đứng. Hệ thống này có nhược điểm là khá phức tạp, song nú cú những ưu điểm
nổi bật như: khoảng điều chỉnh góc mở
α
rộng, ít phụ thuộc vào sự thay đổi điện áp
nguồn, dễ tự động hoá, mỗi chu kỳ của điện áp anụt của Tiristor chỉ có một xung được đưa
đến mở nên giảm tổn thất trong mạch điều khiển…
* Sơ đồ khối mạch tạo xung theo nguyên tắc khống chế pha đứng.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
13
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Khi nghiên cứu các mạch phát xung theo nguyên tắc khống chế pha đứng, người
ta chia các mạch điện hệ thống ra làm bốn khối có chức năng khác nhau và được biểu
diễn như sơ đồ khối sau:


+ Khối 1 (ĐBH & FSRC): Khối đồng bộ hóa và phát sóng răng cưa. Khối này
có nhiệm vụ lấy tín hiệu đồng bộ hoá và phát ra sóng điện áp hình răng cưa để đưa
vào khối so sánh.
+ Khối 2 (SS): Khối so sánh. Khối này có nhiệm vụ so sánh giữa tín hiệu điện
áp tựa hình răng cưa với điện áp điều khiển U
đk
.
+ Khối 3 (SX): Khối sửa xung, có tác dụng thay đổi lại độ dài xung cho phù hợp
với yêu cầu bài toán.
+ Khối 4 (KĐX & TX): Khối khuếch đại xung và truyền xung, có nhiệm vụ khuếch
đại xung và truyền xung đến các Tiristor, thông thường dùng biến áp xung (BAX).
Các đại lượng điện áp sử dụng là:
+ u
1
: là điện áp lưới (nguồn) xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
+ u
rc
: điện áp tựa thường có dạng hình răng cưa lấy từ đầu ra khối ĐBH& FSRC.
+ u
đk
: điện áp điều khiển, đây là điện áp một chiều được đưa từ ngoài vào dùng
để điều khiển giá trị góc α.
+ u
đkT
: điện áp điều khiển Tiristor, là chuỗi các xung điều khiển lấy từ đầu ra hệ
thống điều khiển và được truyền đến điện cực điều khiển (G) và katụt (K) của các
Tiristor.
2.2.1. Chọn và phân tích sơ đồ nguyên lý mạch đồng bộ và tạo điện áp răng cưa.
a. Mạch đồng bộ hoá:
Để tạo ra được điện áp đồng bộ đạt các yêu cầu đặt ra ta thường sử dụng hai

kiểu mạch đơn giản là:
- Mạch phõn ỏp bằng các điện trở hoặc bằng điện trở kết hợp điện dung hay điện cảm.
Trong mạch đồng bộ này điện áp đầu vào là điện áp lưới xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh
lưu, điện áp ra cũng là điện áp xoay chiều hình sin cùng tần số trùng hoặc lệch một góc pha xác
định. Kiểu mạch này ít được sử dụng vỡ cú sự liên hệ trực tiếp về điện giữa mạch động lực và
mạch điều khiển bộ chỉnh lưu.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
14
ĐBH & FSRC SS SX KĐX & TX
u
1
u
rc
u
đk
u
đkT
Khối 1
Khối 2
Khối 3 Khối 4
Hình 2-2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
- Mạch đồng bộ dựng mỏy biến áp :


Trong trường hợp này người ta sử dụng một máy biến áp công suất nhỏ thường
là máy biến áp hạ áp để tạo ra điện áp đồng bộ. Điện áp lưới u
1
được đặt vào cuộn sơ
cấp cũn bờn thứ cấp ta lấy ra điện áp đồng bộ u

đb
. Ưu điểm của việc sử dụng máy biến
áp so với các phương pháp khác là nó cách ly được mạch điều khiển và mạch động
lực. Vì vậy, đối với hệ thống này em chọn mạch đồng bộ dựng mỏy biến áp.
b. Mạch phát sóng răng cưa
Để có một hệ thống xung xuất hiện lặp đi lặp lại với một chu kỳ bằng chu kỳ nguồn
xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu, đồng thời điều khiển được thời điểm xuất hiện của
chúng trong mỗi chu kỳ thì ta sẽ sử dụng các mạch phát xung mà một trong các tín hiệu điều
khiển nó là tín hiệu biến thiên theo chu kỳ của tín hiệu ra, đó là điện áp răng cưa. Mạch tạo
điện áp răng cưa có thể dùng một số sơ đồ sau:
+ Sơ đồ dựng điụt, điện trở, tụ điện (mạch D-R-C).
+ Sơ đồ dùng mạch D-R-C nạp điện cho tụ bằng nguồn một chiều ổn định.
+ Sơ đồ dùng D-R-C và tranzitor.
+ Sơ đồ dùng D-R-C và tranzitor, nạp tụ bởi dòng không đổi.
+ Sơ đồ dùng vi mạch khuếch đại thuật toán (KĐTT).
Với đề tài này em sử dụng sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng vi mạch khuếch
đại thuật toán (KĐTT).
* Giới thiệu sơ đồ (hình 2-4)
Sơ đồ gồm máy biến áp đồng bộ hoá BAĐ để tạo ra điện áp đồng bộ u
đb
. Phần
mạch tạo điện áp răng cưa cũng sử dụng điụt, tranzitor, các điện trở, tụ điện và ở đây
để tạo ra dòng nạp tụ ổn định ta ứng dụng tính chất đặc biệt của các bộ khuếch đại
thuật toán vi điện tử KĐTT.

SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
15
Hình 2-3
A
*

*
B
*
*
C
*
*
u
đba
u
đbb
u
đbc
0
BAĐ
**
u
l
u
đb
BAĐ
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
* Nguyên lý làm việc:
Trong sơ đồ này ta sử dụng khuếch đại thuật toán IC
1
ghép với tụ C
1
thành một
mạch tích phân. Nguyên lý hoạt động của khâu này như sau:
Giả thiết Tr

1
khúa thì tụ C
1
được nạp bởi dòng đầu ra của IC
1
, dòng nạp tụ được
xác định i
c
= -i
1
+ i
v-
. Nếu IC
1
là lý tưởng thì điện trở vào của nó R
v
bằng ∞, dẫn đến
dòng vào i
v-
và i
v+
bằng 0, do vậy: i
c
= -i
1
, mặt khác i
1
= -U
cc
/(WR+R) = I = const. Điều

này có nghĩa rằng khi Tr
1
khoỏ thì tụ C
1
được nạp bởi dòng không đổi có giá trị I.

Vậy ta có:
+ Từ ωt=0 thì u
đb
=0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu kỳ dương, dẫn đến điụt D
mở nên mạch phát gốc Tr bị đặt điện áp ngược, Tr khoá, tụ C được nạp điện bởi dòng
không đổi. Điện áp trên tụ tăng dần theo quy luật tuyến tính.
+ Đến ωt=π và bắt đầu chuyển sang âm, D khoá, Tr mở nên tụ C phóng điện nhanh
qua Tr đến điện áp bằng không và giữ nguyên giá trị bằng không cho đến ωt=2π.
+ Tại ωt=2π, điện áp đồng bộ bằng không và bắt đầu chuyển sang dương, D lại
mở, Tr lại khoá, tụ C lại được nạp điện như từ ωt=0.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
16
U
rcmax
u
đb
u
ν
1
ωt


π
Hình 2-5

u
rc
0
0
a
i
c1
u
rc
*
Mạch đồng bộ
Hình 2-4
D
1
u
l
R
1
+U
cc
-U
cc
i
v-
i
1
i
v+
Tr
1

-
+
IC
1
R
2
R
3
u
c
*
u
đb
BAĐ
C
1
WR
1
u
v
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Với giả thiết KĐTT là lý tưởng thì hệ số khuếch đại là vô cùng lớn, vậy nếu
KĐTT đang ở chế độ khuếch đại tuyến tính thì điện giữa hai đầu vào được xem là
bằng 0 (u
v
=0). Từ sơ đồ ta có: u
rc
=u
c
+u

v
=u
c
. Tức là điện áp răng cưa đầu ra của sơ đồ
bằng điện áp trên tụ C. Đồ thị điện áp răng cưa được biểu diễn trờn hỡnh 6. Do điện
áp răng cưa là điện áp ra của KĐTT nờn cú nội trở rất nhỏ, vì vậy dạng điện áp ra hầu
như không phụ thuộc vào tải mắc ở đầu ra mạch phát sóng răng cưa. Với sơ đồ này
dung lượng tụ C chỉ cần rất nhỏ (thường chọn khoảng 220nF), vì vậy chọn tụ dễ dàng,
mặt khác tụ phóng rất nhanh nên rất an toàn cho tranzitor Tr và điện áp ra rất gần với
dạng răng cưa lý tưởng.
2.2.2. Chọn và phân tích sơ đồ nguyên lý mạch so sánh.
Khối này làm nhiệm vụ so sánh u
rc
và u
đk
nhằm tạo ra một hệ thống xung xuất
hiện một cách chu kỳ với chu kỳ bằng chu kỳ điện áp răng cưa (cũng là chu kỳ nguồn
xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu) và điều khiển được thời điểm xuất hiện của
mỗi xung ta sử dụng các mạch so sánh. Có nhiều mạch khác nhau để thực hiện khâu
so sánh, phổ biến nhất hiện nay là các sơ đồ so sánh dùng tranzitor và dùng khuếch
đại thuật toán bằng vi mạch điện tử. Trong các sơ đồ mạch so sánh thì ta thường có
hai tín hiệu vào là điện áp điều khiển một chiều (u
đk
) và điện áp răng cưa lấy từ đầu ra
khâu ĐBH&FSRC (u
rc
). Hai điện áp này được mắc sao cho tác dụng của chúng đối
với đầu vào khâu so sánh là ngược chiều nhau. Có hai cách nối các điện áp này trên
đầu vào mạch so sánh:
+ Nối nối tiếp u

rc
và u
đk
: tổng hợp nối tiếp.
+ Nối song song qua các điện trở tổng hợp: tổng hợp song song.
Với đề tài này, mạch điều khiển dựng khõu so sánh với sơ đồ sử dụng khuếch
đại thuật toán, các tín hiệu đầu vào được tổng hợp song song gồm các tín hiệu điện áp
vào. Tín hiệu điện áp răng cưa từ đầu ra của khối đồng bộ hoá được đưa tới đầu vào
đảo của IC. Tín hiệu u
đk
là điện áp một chiều có giá trị âm không đổi và điều khiển
được (ngược dấu với điện áp răng cưa) được đưa tới đầu vào không đảo của IC. Ta có
sơ đồ mạch sau:
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
17
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
* Nguyên lý hoạt động:
+ Trong khoảng từ 0 ữ ν
1
, |u
rc
|

< |u
đk
|, hai tín hiệu cần so sánh đưa vào đầu vào
đảo của KĐTT vì IC
2
làm việc ở chế độ bão hoà nên u
ra

= U
cc
.
+ Trong khoảng từ ν
1
ữ ν'
1
, |u
rc
|

> |u
đk
|

→ u
ra
= -U
cc
.
Cứ tiếp tục như vậy ta sẽ nhận được tín hiệu sau khâu so sánh như hình vẽ trên.
Mạch so sánh có nhiệm vụ so sánh điện áp điều khiển với điện áp răng cưa (cụ
thể ở đây ta lấy điện áp sườn trước của điện áp răng cưa làm điện áp tựa để so sánh)
để tạo ra góc mở α.
2.2.3. Chọn và phân tích sơ đồ nguyên lý khối sửa độ rộng của xung.
Để đảm bảo các yêu cầu về độ chính xác của thời điểm xuất hiện xung, sự đối
xứng của xung ở cỏc kờnh khác nhau, v.v. mà người ta thường thiết kế cho khâu so
sánh làm việc với công suất xung ra nhỏ, do đó xung ra của khâu so sánh thường chưa
đủ các thông số yêu cầu của điện cực điều khiển Tiristor. Để có xung có đủ các thông
số yêu cầu cần thiết ta sẽ đưa vào hệ thống điều khiển một mạch điện có tác dụng sửa

xung ra có biên độ và độ rộng không đổi mặc dù xung đầu vào thay đổi, gọi là mạch
sửa xung.
Các mạch sửa xung hoạt động theo nguyên tắc: Khi cú cỏc xung vào với độ dài
khác nhau mạch vẫn cho các xung ra có độ dài giống nhau theo yêu cầu và giữ
nguyên thời điểm bắt đầu xuất hiện của mỗi xung. Phụ thuộc vào từng trường hợp cụ
thể mà mạch sửa xung có thể kết cấu tương đối phức tạp hoặc rất đơn giản, ví dụ có
trường hợp mạch sửa xung chỉ là một mạch R-C ghép giữa khâu so sánh và mạch
khuếch đại xung. Sau đây ta xét sơ đồ sửa xung dựng cỏc Tr kết hợp với mạch R-C,
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
18
u
u
rc
u
đk
ν
1
ν
2

ωt
ωt
ν
1
ν
2

ν'
1


ν'
2

α
U
cc
u
ra
π


π


Hình2-7
0
0
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
sơ đồ này có thể thực hiện sửa xung theo hai hướng (tăng độ dài khi độ dài xung vào
nhỏ và ngược lại giảm độ dài khi độ dài xung vào lớn).
* Sơ đồ nguyên lý:








Trong đó: u

v
: là điện áp đầu vào của mạch, đú chớnh là điện áp (xung) ở đầu ra
của khâu so sánh có hai mức bão hoà dương và âm, trong mạch sửa xung này hai
phần tử R
7
và C
2
sẽ quyết định độ dài của xung ra.
* Nguyên lý làm việc:
Giả thiết điện áp đặt vào như hình vẽ 10.
+ Tại thời điểm ωt < t
1
, D
2
khoỏ nên cực gốc của Tr
2
có thế dương đặt vào nhờ
có R
8
định thiên Tr
2
mở bão hoà. Sụt ỏp trờn Tr
2
rất nhỏ u
Tr2
≈ 0, do đó u
ra
≈ 0. Tụ C
2
được nạp theo đường: +u

v
→ C
2
→Tr
2
→-u
v
. Tụ C
2
được nạp đầy đến giá trị u
C2
=u
v
.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
19
+U
CC
+
_-
Tr
2
D
2
R
7
R
8
R
6


u
ra(sx)
u
v(ss)


Hình 2-8
C
2
u
rss
t’
3
t
3
t
1
t
1
t
3
t
3
t
1
t
4
t
3

t
2
t
1
ωt
ωt
ωt
ωt
u
r
u
Tr
u
c
0
0
0
0
Hình 2-9
t
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
+ Tại thời điểm ωt = t
1
có xung âm xuất hiện ở đầu vào tụ C
2
phóng điện theo
đường: +C
2
→ +u

v
→ -u
v
→ D
2
→ -C
2
. Lúc này cực gốc của Tr bị đặt điện áp ngược có
giá trị U
C2
= 2U
cc
nên Tr
2
khoá lại. Khi C
2
phóng hết nhưng chưa đúng thời điểm
mà đầu vào có xung dương xuất hiện để mở Tr
2
nên u
ra
=0.
+ Tại thời điểm ωt = t
2
đầu vào xuất hiện xung dương, quá trình lặp lại như ban đầu.
Vậy thời gian tồn tại được xác định theo biểu thức: t
xr
= R
7
.C

2
.ln2.
Như vậy ta thấy rằng, độ dài của một xung ra chỉ phụ thuộc vào giá trị của R
7

C
2
mà hoàn toàn không phụ thuộc vào độ dài xung vào.
Sơ đồ này có ưu điểm là có thể giữ nguyên độ dài xung ra khi độ dài xung vào
có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn t
xr
.
2.2.4. Chọn và phân tích mạch khuếch đại công suất xung và truyền xung.
Để khuyếch đại công suất của xung điều khiển, hiện nay phổ biến nhất là các sơ
đồ khuếch đại xung bằng Tranzitor và Tiristor. Tuy nhiên, các sơ đồ khuếch đại xung
dùng Tranzitor được sử dụng phổ biến và dễ dàng thực hiện hơn. Trong các sơ đồ
khuếch đại này người ta thường sử dụng sơ đồ cực phát chung và có từ 1 đến 2 tầng
khuếch đại. Trong nhiều trường hợp để đơn giản cho kết cấu mạch ta sử dụng hai
tranzitor ghép lại theo kiểu Đarlingtơn (mắc nối tiếp hai tranzitor) và mắc theo một
tầng khuếch đại.
Ở đây mạch khuếch đại xung ta dùng sơ đồ mắc theo kiểu đã nêu trên và đầu ra
dựng mỏy biến áp xung BAX. Hai tranzitor Tr
1
và Tr
2
ghép theo kiểu Đalingtơn nhằm
tạo ra hệ số khuếch đại dòng lớn theo sơ đồ phát chung (β) bằng tích hệ số khuếch đại
dòng của hai tranzitor thành phần: β= β
1


2
, với β
1

2
là hệ số khuếch đại dòng điện theo
sơ đồ cực phát chung của Tr
1
và Tr
2
. D
1
, D
2
, D
3
là cỏc điụt bảo vệ cho tranzitor và BAX.
* Sơ đồ nguyên lý:


SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
20
u
đkT
D
4
+U
CC
Tr
3

D
3
Hình 2-10
Tr
4
u
v
D
5
*
*
G
1
K
1
W
1
W
2
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Các điện áp u
v
và u
đkT
là điện áp vào tầng khuếch đại (là điện áp ra của mạch sửa xung
hoặc mạch phân chia xung hoặc có trường hợp là điện áp ra của khâu so sánh) và điện
áp điều khiển Tiristor (G, K là cực điều khiển và katụt của tiristor).
* Nguyên lý hoạt động của sơ đồ:



Nếu ta gọi thời gian tồn tại của một xung điện áp vào là t
xv
, thời gian tồn tại của
một xung điện áp ra là t
xr
, thời gian tính từ lúc đóng một nguồn điện áp một chiều
không đổi có giá trị bằng U
cc
cho đến lúc từ thông lừi thộp mỏy biến áp xung đạt giá
trị từ thông bão hoà (với giả thiết là không hạn chế về thời gian đóng nguồn và phía
cuộn thứ cấp BAX vẫn mắc với điện cực điều khiển tiristor như trong sơ đồ hình 11)
là t
bh
. Ta xét trường hợp t
bh
≥ t
xv
:
+ Từ t = 0 ữ t < t
1
thì chưa có xung vào nên 2 Tranzitor chưa làm việc, không có
dòng điện nào chạy trong cuộn sơ cấp BAX nên không có xung điện áp trên cuộn thứ
cấp, tức là u
đkT
= 0 (chưa có tín hiệu điều khiển Tiristor).
+ Tại t = t
1
xuất hiện một xung điện áp vào dương, dẫn đến Tr
3
và Tr

4
đều mở,
giả thiết là mở bão hoà, trên cuộn dây sơ cấp BAX đột ngột được đặt điện áp bằng
U
cc
, xuất hiện dòng điện qua cuộn sơ cấp W
1
của máy biến áp xung tăng dần (dòng
qua W
1
đi từ phía cực tính có dấu (*) sang phía không có dấu (*) dẫn đến trên cuộn
thứ cấp xuất hiện một xung điện áp có cực tính dương ở phía có dấu (*). Xung trên
cuộn thứ cấp đặt thuận lên D
4
và truyền qua D
4
đến điện cực điều khiển và katụt của
Tiristor.
+ Đến t = t
1

= t
1
+ t
xv
thì mất xung vào, hai Tranzitor Tr
3
và Tr
4
cựng khoá lại,

dòng qua cuộn sơ cấp sẽ giảm về bằng không, do sự giảm của dòng cuộn sơ cấp BAX
nên từ thông trong lừi thộp BAX biến thiên theo hướng ngược lại lúc Tr
3
và Tr
4
mở
dẫn đến trong các cuộn dây BAX xuất hiện xung điện áp với cực tính ngược lại. Xung
trên cuộn thứ cấp làm khoá D
4
nên không còn xung trên điện cực điều khiển của
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
21
t’
1
u
v
u
đkT
0
0
t
1
t’
2
t
2
t’
1
t
1

t’
2
t
2
t
xv
t
xr
t
bh
t
t
Hình 2- 11: Đồ thị điện áp khi t
bh
≥ t
xv
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Tiristor, tức u
đkT
= 0, không có xung gửi tới Tiristor. Đảm bảo an toàn cho các
Tranzitor và máy BAX người ta mắc song song với cuộn W
1
điụt D
3
và D
5
.
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
22
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công

Nghiệp
2.2.5. Sơ đồ mạch phát xung

SVTH: Đỗ Thị Ly 23 Lớp: k42 SKĐ
D
4
Tr
3
D
3
Tr
4
u
v
D
5
*
*
Tr
2
D
2
R R
8
C
2
*
R
1
+U

cc
-U
cc
Tr
1
-
R
2
R
3
*
BAĐ
C
1
WR
1
IC
2
R
4
R
5
R
6
-
+
R
9
u
dkT1

IC
1
+
D
1
Hình 2-12
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
2.2.6 Thiết kế mạch tổng hợp và khuếch đại tín hiệu
Do hệ thống đòi hỏi chất lượng cao nên ta phải sử dụng các tín hiệu phản hồi. Vì
vậy, cần phải có mạch tổng hợp các tín hiệu đó lại. Mạch khuếch đại trung gian gồm có:
+ Khâu tạo điện áp chủ đạo.
+ Khâu tổng hợp tín hiệu.
+ Khâu phản hồi âm dòng điện.
+ Khâu tổng hợp tín hiệu phản hồi âm tốc độ.
Cỏc khâu này đều sử dụng các vi mạch thuật toán kết hợp với các linh kiện liên quan nên
tín hiệu ra tuyến tính so với tín hiệu vào thông qua hệ số khuếch đại. Trong truyền động điện
người ta thường thực hiện các mạch vòng điều chỉnh tốc độ và dòng điện riờng nờn ta chỉ cần
tổng hợp tín hiệu chủ đạo và phản hồi tốc độ ở khâu tổng hợp.
Để đảm bảo tính chính xác của việc tổng hợp ta dựng cỏc vi mạch điện tử. Sơ đồ
của khối tổng hợp và khuếch đại như hình vẽ.
-
2.3. MỘT SỐ MẠCH KHÁC
2.3.1. Thiết kế mạch tạo nguồn nuôi

Để tạo điện áp một chiều dùng làm nguồn nuôi cho các thiết bị trong mạch điều khiển
cũng như nguồn chủ đạo, hiện nay phổ biến nhất là sử dụng các IC ổn áp. Với yêu cầu của đề
tài này ta sử dụng hai loại IC là IC7815 và IC7915 để tạo điện áp ± Ucc = ± 15(V) .
SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
25
Hình 2-14

I
C
3
+
-
I
C
4
+
-
I
C
5
+
-U
cc
WR
2
R
20
R
19
C
5
+U
cc
-U
cc
R
21

-U
cc
WR
3
R
18
R
16
R
17
R
15
C
4
n
γ

i
β

+U
cc
-U
cc
+U
cc
-U
cc
C
3

R
12
R
11
R
10
R
13
R
14
D
6
u
đk
Tr
5
Hình 2-13
Thuyết minh đồ án tốt nghiệp  Trường ĐHKT Công Nghiệp
Nguồn nuụi dựng biến áp hạ áp từ điện áp lưới xoay chiều xuống điện áp cần
thiết rồi được chỉnh lưu thành dòng một chiều nhờ bộ chỉnh lưu điụt sử dụng hai sơ đồ
hình tia 3 pha không điều khiển (dựng cỏc điốt mắc ngược nhau). Điện áp đầu ra được
ổn định và lọc, san phẳng nhờ các IC ổn áp và các tụ hoá (lọc) một chiều. Hai nguồn
điện áp ra có giá trị ± 15 (V) được mắc song song có điểm chung nối đất. Hai nguồn
này sẽ nuôi cho các vi mạch và làm nguồn điện áp ngưỡng.
2.3.2. Khối tạo điện áp chủ đạo
Khối tạo điện áp chủ đạo chỉ yêu cầu công suất nhỏ nên ta lấy trực tiếp từ nguồn
– U
cc
và dùng biến trở chủ đạo WR
3

để lấy U

.
2.3.3. Khâu phản hồi âm tốc độ.
Để nâng cao độ cứng đặc tính cơ biện pháp tốt nhất là sử dụng phản hồi âm tốc
độ. Tốc độ động cơ được truyền đến máy phát tốc. Máy phát tốc là một máy phát điện
một chiều có điện áp ra tỷ lệ với tốc độ động cơ. Tín hiệu phản hồi được lấy trên WR
4
đưa vào khâu tổng hợp tín hiệu.

2.3.4. Khâu phản hồi âm dòng điện
Để tránh dòng điện trong động cơ tăng quá mức cho phép khi khởi động, hãm,
đảo chiều hay gặp quá tải; ta phải sử dụng một thiết bị để hạn chế dòng điện phần ứng.
Ở đây ta sử dụng mạch phản hồi âm dòng điện. Sơ đồ mạch như hình vẽ sau:

SVTH: Đỗ Thị Ly Lớp: k42 SKĐ
26
WR
4
+ -
FT
Hình 2-16
-U
cc
R
18
WR
3
R
16

Hình 2-15

×