Xây dựng mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện động cơ điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện và tốc độ với bộ biến đổi là chỉnh lưu cầu ba pha

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, động cơ điện được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực của xã
hội đặc biệt là ngành công nghiệp sản xuất hiện đại,và trong nhiều lĩnh vực đời
sông không thể thiếu động cơ điện,vì vậy các động cơ điện được chế tạo ngày
càng hoàn thiện hơn .Ngoài động cơ không đồng bộ 3 pha chiếm tỉ lệ lớn trong
ngành công nghiệp thì còn động cơ một chiều cũng được sử dụng phổ biến trong
ngành công nghiệp bởi các ưu điểm : cấu tạo đơn giản ,công suất lớn ,dễ vận
hành,dễ điều chỉnh tốc độ và khả năng quá tải.Tuy vậy nó có nhược điểm là giá
thành cao ,chế tạo bảo quản cổ góp phức tạp.Một số ưu điểm trên khiến động cơ
điện một chiều không thể thiếu trong ngành công nghiệp sản xuất hiện đại.
Mục đích của bài tập lớn là “ Xây dựng mạch điều khiển tốc độ cho hệ
truyền động điện động cơ điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều
chỉnh dòng điện và tốc độ với bộ biến đổi là chỉnh lưu cầu ba pha
.”
Đồ án này được thực hiện với sự giúp đỡ của thầy NguyễnĐăng Toàn
cùng các thầy cô trong bộ môn nhóm chúng em đã hoàn thành đồ án .Trong qua
trình làm vẫn còn nhiều thiếu sót chúng e rất mong nhận được lời dạy bảo của
các thầy cô ! Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Toàn cùng
toàn thể các thầy cô bộ môn đã giúp đỡ chúng em !
Nội dung đồ án được chia làm 3 chương:
Chương 1: Xây dựng và phân tích sơ đồ cấu trúc điều khiển.
Chương 2: Tổng hợp và mô phỏng bộ điều chỉnh tốc độ.
Chương 3: Tính toán, thiết kế mạch điều khiển tốc độ cho hệ truyền động điện.
Đề tài : Xây dựng mạch điều khiển tốcđộ cho hệ truyền động điện
động cơ điện DC không đảo chiều có hai mạch vòng điều chỉnh dòng điện
và tốc độ với bộ biến đổi là chỉnh lưu cầu ba pha

Cho động cơ 1 chiều kích từ độc lập Π-91có các số liệu sau: Pđm= 55kW; Uưđm =
400V; Iđm = 155A; nđm=750 v/p; JĐC= 5,9 kg.m2 ; Rư = 0,4(Ω); Lư= 0,15(H).

1

Chương 1: Xây dựng và phân tích sơ đồ cấu trúc điều khiển.

U ωđ

−

Uid

Bộ điều chỉnh

Uω

BỘ ĐIỀU
CHỈNH

BỘ BIẾN
ĐỔI

I

ĐỘNG
CƠ

Cảm biến dòng điện

MÁY PHÁT TỐC

Hình 1.1.1: Sơ đồ cấu trúc điều khiển

1.1
•

•

Khái niệm và chức năng của từng khối trong mạch
Bộ điều chỉnh: Bộ điều chỉnh là một trong các phần tử quan trọng nhất
trong hệ điều chỉnh tự động truyền động điện bởi vì nó đảm bảo chất
lượng động và tĩnh của hệ. Nó có 2 nhiệm vụ:
- Khuếch đại tín hiệu sai lệch nhỏ của hệ.
- Tạo hàm điều khiển đảm bảo chất lượng động và tĩnh của hệ tùy
theo loại tín hiệu điều khiển mà ta có các bộ điều chỉnh tương tự,
bộ điều chỉnh xung và bộ điều chỉnh số.
Bộ biến đổi : Bộ biến đổi là thiết bị điện-điện tử nhằm biến đổi và điều
khiển năng lượng điện sao cho phù hợp với yêu cầu của bài toán điều
khiển,điều truyền động điện là một trong những lĩnh vực ứng dụngrộng
rãi các bộ biến đổi, nhất là điều chỉnh tốc độ động cơ. Trọng hệ điều khiển
tự động, các bộ biến đổi thường dùng như: các bộ chỉnh lưu, bộ băm
xung, biến tần, điều áp xoay chiều… Trong bài sử dụng bộ biến đổi là
chỉnh lưu cầu 3 pha.

2

ω


•

Động cơ: Là thiết bị dùng để biến đổi một dạng năng lượng nào đó thành

cơ năng.. Cơ năng này được sử dụng để, chẳng hạn, quay bánh công tác
của bơm, quạt hoặc quạt đẩy, chạy máy nén, nâng vật liệu,vv… Các
nguồn năng lượng có thể sử dụng để biến đổi thành cơ năng như dầu,
xăng, điện….Các động cơ điện được sử dụng trong dân dụng (máy xay,
khoan, quạt gió) và trong công nghiệp là chính.Động cơ điện là thiết bị
điện cơ học giúp chuyển điện năng thành cơ năng. Có hai loại động cơ
điện chính là động cơ điện một chiều và động cơ điện xoay chiều. Ngoài
ra còn có một số động cơ điện đặc biệt khác như động cơ sercvo, động cơ
bước, động cơ không chổi than…

Trong bài động cơ sử dụng là động cơ điện một chiều kích từ độc
lập(Động cơ một chiều kích từ độc lập nếu dòng cấp cho cuộn kích từ
được cấp từ một nguồn riêng biệt thì đó là động cơ một chiều kích từ độc
lập). Ta có sơ đồ của dộng cơ điện một chiều kích từ độc lập.

3


+) Mạch đảo chiều quay động cơ một chiều:
Nguyên lý hoạt động: ấn nút MT
cuộn hút KT có điện hút các tiếp điểm
KT thường mở đóng lại và nguồn DC
được đưa đến động cơ làm động cơ
quay theo chiều thuận.muốn dừng
động cơ ta ấn nút D ! động cơ quay
theo chiều nghịch ta ấn nút KN dòng
được đưa đến cuộn KN làm các tiếp
điểm KN đóng lại nguồn DC được
đưa đến động cơ làm động cơ quay
theo chiều nghịch .muốn dừng t ấn

nút D


1.2

Máy phát tốc: Máy phát tốc được dùng để nhằm mục đích ổn định tốc độ
động cơ, lúc này tín hiệu đặt cần phải được so sánh với tín hiệu thực của
động cơ để phát hiện sai lệch và ra lệnh điều chỉnh cho phù hợp. Máy phát
tốc là một máy phát điện. Cấu tạo gồm rotor và Stator. Rotor thường là
nam châm vĩnh cữu. Máy phát tốc được lắp ở trục động cơ, trục mát phát
điện, hoặc 1 trục quay của máy sản xuất. Khi trục động cơ quay, thì rotor
của máy phát tốc cũng quay, phía Stator của máy phát tốc sẽ có điện áp.
Người ta trích lấy điện áp đó để cung cấp cho mạch kiểm soát tốc độ của
trục động cơ/ trục máy phát/ trục quay nào đấy.Nó có các nhiệm vụ chính:
- Điều khiển quá trình tăng tốc của động cơ khi khởi động máy.
- Ổn định tốc độ của động cơ.
- Giới hạn và bảo vệ tốc độ của động cơ khi các thông số nhiệt, cơ…
của động cơ bị vi phạm, phù hợp với yêu cầu của phụ tải.

Nguyên lý của mạch điều khiển
4


Giả sử ban đầu hệ thống đã được đóng vào lưới điện với điện áp thích
hợp, lúc này động cơ vẫn chưa hoạt động. Khi ta đặt một điện áp U ωd ứng với
một tốc độ nào đó của động cơ. Thông qua bộ điều chỉnh sẽ xuất hiện dòng
điện và các xung tới bộ điều khiển. Tại đây các tín hiệu sẽ được xử lý và biến
dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều. Dòng điện một chiều ứng với
tốc độ đặt vào được đưa tới động cơ làm động cơ hoạt động.
Trong quá trình làm việc, nếu vì một nguyên nhân nào đó làm cho tốc độ

động cơ thay đổi thì thông qua bộ phát tốc sẽ phát hiện ra và biến đổi tín hiệu
tốc độ thành tín hiệu điện áp Uω.
Ta có ΔU= Uωd- Uω
Khi tốc độ của động cơ tăng thì tín hiệu được truyền tới máy phát tốc.
Máy phát tốc có nhiệm vụ đo tốc độ và chiều tín hiệu tốc độ thành tín hiệu
điện áp Uω. Lúc này Uω giảm dẫn tới ΔU tăng lên làm cho chỉnh lưu điều
khiển giảm điện áp đặt vào động cơ làm cho động cơ chạy ổn định. Đây là
nguyên lý điều chỉnh tốc độ của động cơ.

Chương 2: Tổng hợp và mô phỏng bộ điều chỉnh tốc độ.
I.Tổng hợp động cơ một chiều
Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp nào đó thì dây quấn kích từ sẽ có dòng điện
và mạch từ của máy sẽ có từ thông .Tiếp đó đặt một giá trị điện áp U ư lên mạch phần
thì trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng điện I ưtương tác dòng điện phần ứng và từ
thông kích tư tạo thành mômen điện từ.Vậy ta có các phương trình cơ bản của động cơ
một chiều.

- Phương trình cân bằng điện áp phần ứng:

Trong đó
Rư: Là điện trở cuộn dây phần ứng
Eư:là sức điện động phần ứng của động cơ
Rf:là điện trở phụ
Iư:là dòng phần ứng
K:là hê số cấu tạo của máy điện
Uư:là điện áp đặt vào phần ứng của động

5

�:là tốc độ góc của động cơ
�:là từ thong của động cơ
Chuyển các phương trình trên sang dạng toán tử Laplace:
U(p) = Rư.I(p) + L.I(p).p + E(p)

(2.5)

M(p) - Mc(p) = I(p). � (p).p
E(p) K.�(p)
M(p)K.�.I(p)
Ta thành lập được phương trình đặc tính cơ và hàm truyền của động cơ lần lượt như
sau:

Ud

U

Iu

M

-Mc

�
1/jp

K�
-Uw

K�

- Thông số động cơ:
+) Công suất định mức:Pđm= 55 (Kw)
+) Điện áp định mức phần ứng :Uđm=400(V)
+) Dòng điện định mức phần ứng :Iđm=155(A)
+) Tốc độ quay định mức:nđm= 7500 (v/phút)
+) Mômen quán tính của động cơ :jđc=5,9( kg.m2)
+) Điện trở phần ứng:Ru= 0,4(Ω)
+) Điện cảm phần ứng: Lu=0,15(H)
+) Hằng số mômen: K=1,174(N.m/A)
+) Hằng số thời gian điều khiển:Tđk=0.0001(
+) Hằng số thời gian của máy phát tốc:T�=0.01(s)

6


+)Hằng số thời gian máy biến dòng:Ti=0.001(s)
Ta có hằng số thời gian phần ứng:
Tu=Lu/Ru=0.15/0.4=0.375(s)
Tốc độ góc của rotor:
�===157.06(rad/s)

� = nên ta có k� == 1,174 = Cu

Hàm truyền của động cơ điện một chiều:
WĐ=.K.�.=
II.Tổng hợp bộ biến đổi
-Hệ số khuếch đại của bộ chỉnh lưu:
Chọn Uđk=12(V)
Kbđ===33,33

Tđk=0,0001(s)
Tv=0,001(s)
Từ những thông số trên ta có được hàm truyền của bộ xung áp:
Wbđ==

7


II. Thiết kế mạch vòng điều chỉnh dòng điện và tốc độ
2.1. Thiết kế mạch vòng dòng điện bỏ qua sức điện động E.
Sơ đồ khối mạch vòng điều chỉnh dòng điện
Uid
K bd
(1 + Tdk . p )(1 + Tv . p )

Ri

-Ui

1 / Ru I
1 + Tu . p

Ki
1 + Ti . p
Hình 2.3: Sơ đồ cấu trúc mạch vòng dòng điện

Trong đó:
K bd
(1 + Tdk . p )(1 + Tv . p )

: hàm truyền của bộ biến đổi.

Kbd

: hệ số khuếch đại của bộ biến đổi

Tdk

:

hằng số thời gian của bộ điều khiển.

Tv : hằng số thời gian của sự chuyển mạch của van bán dẫn.
Ki
1 + Ti . p

KI

: hàm truyền của cảm biến dòng điện.
: Hệ số khuếch đại của cảm biến dòng điện.

Thu gọn ta được sơ đồ như hình vẽ:

UId
Ui

RI

SOI

-

Hình 2.4: sờ đồ thu gọn mạch vòng dòng điện.

8

i


Soi =

Kbd .K i .1/ Ru
(1 + Tdk . p )(1 + Tv . p )(1 + Tu . p)

Vì TV; TI;Tdklà các hằng số thời gian rất nhỏ nên ta bỏ qua cá thành phần bậc cao cuả
các hằng số.
Soi =

=>

K bd .Ki .1/ Ru
1 + (Tdk + Tv + Ti ). p (1 + Tu . p )

Đặt Tsi =TI +Tdk +TV
Soi =

=>

Kbd .Ki .1 / Ru
(1 + Tsi . p )(1 + Tu . p )

Aps dụng tiêu chuẩn modul tối ưu ta có hàm truyền hệ thống:
FMC =

1
1 + 2τ σ . p + 2τ σ2 . p 2

FK = FMC =

Mà

Ri .S0i
1
⇒ Ri =
1 + Ri .S0 i
S0 i ( FMi−1 − 1)

Thay vào ta có :
Ri =

Ru (1 + pTsi )(1 + pTu )
K bd K i 2τ σ p(1 + τ σ p)

Chọn
Ri =

τσ
=

Tsita có bộ điều chỉnh dòng:

RuTu
1
(1 +
)
2 K bd K iTsi
pTu

=>RI Là khâu tỉ lệ tích phân PI
- Hệ số khuếch đại dòng:
Chọn Uid= 5 v
Ki =

U id
I kdm

==0,032

TSI =Ti+Tdk+Tv=0,001+0,0001+0,001=2,1.10-3 (s)

-

Hàm truyền của bộ điều chỉnh dòng điện là :

9


Ri =

RuTu

1
(1 +
)
2 K bd K iTsi
pTu

=

Khâu phản hồi dòng điện :

Ki
1 + Ti . p

=

2.2 Tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ có mạch vòng dòng điện.
Vì động cơ còn bị ảnh hưởng bởi yếu tố thay đổi của tải trọng nên trong trường
hợp này chúng ta sẽ tổng hợp mạch vòng điều chỉnh tốc độ theo tiêu chuẩn tối ưu đối
xứng để có thể đạt được yêu cầu vô sai cấp cao.
Sơ

đồ

Rω p

RI

∆U ω

Kb

(1 + Tv0 p).(1 + Tdk p)

khối

1/ Ru
1 + Tu . p

I

KΦ

1
Jp

Ki /(1+ Tip)

Kω
1 + pTω
Trong đó:
K bd
(1 + Tdk . p )(1 + Tv . p )

: hàm truyền của bộ biến đổi.

Kbd

: hệ số khuếch đại của bộ biến đổi

Tdk

:

hằng số thời gian của bộ điều khiển.

Tv

:

hằngsố thời gian của sự chuyển mạch của van bán dẫn.

Ki
1 + Ti . p

KI

: hàm truyền của cảm biến dòng điện.
: Hệ số khuếch đại của cảm biến dòng điện.

Từ kết quả tổng hợp mạch vòng dòng điện và bỏ qua ảnh hưởng của sức điện động ta
có sơ đồ cấu trúc của mạch vòng bộ điều chỉnh :

10


-

Trong đó
: Hàm truyền cuả đối tượng điều khiển
: Hằng số thời gian cơ học của động cơ
:Hàm truyền của máy phát tốc

: Hệ số khuếch đại của máy phát tốc
: hằng số thời gian của máy phát tốc
Hằng số thời gian cơ học:

Vì TSIlà hằng số thời gian rất nhỏ nên có thể bỏ qua phần 2T S2P2 trong biểu thức hàm
truyền đạt mạch vòng dòng điện. Ta có sơ đồ cấu trúc thu gọn sau:

Uωđ
−

àm

Uω

truyền

Rω (p)

S0ω (p)

của

bộ

Vì rất nhỏ nên ta bỏ qua các thành phần bậc cao:


11

điều

chỉnh:


Đặt và K=
Ta có: =
áp dụng tiêu chuẩn modun đối xứng ta có hàm truyền của hệ thống:
Mà ==

=>=

Vậy

Hệ số khuếch đại của máy phát tốc:
Chọn U�d=12(V)
K�===0,12
T�=0,01(s)
=2.2,1.10-3 + 0,01=0,0142 (S)
Hàm truyền của bộ điều chỉnh tốc độ:

Với K= 1,277

=1.712 (s)
Vậy =47,2 +

=

12

Mô hình mô phỏng trên Simulink

Đặc tính dòng điện.

CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH BỘ ĐIỀU CHỈNH PID ĐIỀU KHIỂN
TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU

13


1.1.1

Xây dựng mô hình vật lý.

Tín hiệu đặt

Mạch điều
khiển

Bộ biến đổi
xung áp

Động cơ

Máy phát
tốc
Sơ đồ khối của bộ điều khiển động cơ 1 chiều
Mạch điều khiển tiếp nhận giá trị điện áp đặt và giá trị điện áp phản hồi từ máy phát
tốc sau đó xử lý tín hiệu và cấp tín hiệu xung PWM và tín hiệu nhận biết chiều của
động cơ vào mạch công suất để điều chỉnh động cơ.

3.1.2. Xây dựng mạch công suất
Giới thiệu IC MC33883
IC MC33883 là 1 IC kích FET chuyên dùng để điều khiển cầu H.
•
•
•
•
•

Điện áp nguồn vcc2 cung cấp cho IC từ 5,5 đến 28v
Điện áp nguồn VCC từ 5,5 đến 55v.
Hoạt động ở nhiệt độ -400C đến 125 0C.
Có thể đáp ứng tần số băm xung PWM lên đến 10khz.
Sơ đồ chân MC33883

Sơ đồ chân của MC33883.
3.1.3. khâu phản hồi tốc độ
Để phản hồi tốc độ người ta thường dùng máy phát tốc và các bộ đo xung tốc độ xung
số,

14


Máy phát tốc là máy điện nhỏ, làm việc ở chế độ máy phát và thực hiện chức năng
biến đổi chuyển động các trục thành tín hiệu điện áp.
Phương trình đặc tính của máy phát tốc:

UF = K.n = K1 .
Trong đó :

UF : Là điện áp ra của máy phát tốc
K, K1 :Là hệ số khuyếch đại
n :Là tốc độ quay của roto ( vòng/ phút )
: Là góc quay

Các yêu cầu đối với máy phát tốc là : Độ tuyến tính của đặc tính cáo, hệ số khuếch đại
K= UF/n lớn, điện áo ra phải đối xứng.

3.1.4. Xây dựng mạy điều khiển
Tín hiệu đặt

-

Tín hiệu phản hồi

So
sánh

Bô
điều
khiển
Urc

Cấu trúc mạch điều khiển động cơ một chiều.
Vi mạch khuếch đại thuật toán LM358 để xây dựng bộ điều khiển PID

-

Độ lợi khuếch đại điện áp DC của LM324 tối đa khoảng 100dB.
Tần số hoạt động của LM324 là 1 MHz.

Khâu điện áp đặt

15

Van
công
suất


-

Sơ đồ nguyên lý khối điều chỉnh điện áo đặt.
Ta chọn: Giá trị điện áp đặt U=5v, R1 = 50 k
R4=
50,
C 9=
1uf,

-

Sơ đồ nguyên lý mạch trừ.

16

R2

=R9=10k


-

-

Sơ đồi nguyên lý mạch PID

17


Khối PID gồm 3 khâu: tỷ lệ, tích phân và vi phân. Giá trị điện áp ra từ mạch trừ được
đưa vào khối này, đầu ra của khối PID qua một mạch công thì ta sẽ có điện áo điều
khiển.
-

Khâu tỷ lệ: ta dử dụng 2 biến trở R 3 và R8 để thay đổi hệ số P của bộ điều
khiển, sử dụng khóa sw1 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiển.

Theo tính chất của khuếch địa thuật toán hệ số khuếch đại của khâu tỷ lệ:
Điện áp ra ngược pha so với điện áp vào, biến trở R3 gây ra hồi tiếp âm song song điện
áp làm cho hệ số khuếch đại giảm xuống.
Vậy Up =
Ta chọn R3=100k và R8= 10k
-

Khâu tích phân: ta sử dụng biến trở R5 để thay đổi hệ số I của bộ điều khiển, sử
dụng khóa sw2 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiể.

Theo tính chất của khuếch đại thuật toán ta có:
UI =
Điện áp ra tỷ lệ với tích phân điện áp vào
R5C7 gọi là hằng số tích phân

Ta chọn R5= 100k, C7= 10uf
-

Khâu vi phân: ta sử dụng biến trở R 6 để thay đổi hệ số D của bộ điều khiển, sử
dụng khóa sw3 ta có thể ngắt được bộ này ra khỏi mạch điều khiển.

Theo tính chất của khuếch đại thuật toán ta có:
UD = C8.R6.(du/dt)
Điện áp ra tỷ lệ với tích phân điện áp vào
C8.R6 gọi là hằng số vi phân
Ta chọn R6 = 50k và C8= 100 nf
Mạch cộng điện áp

18


Sơ đồ nguyên lý mạch cộng điện áp
Mạch cộng điện áp thực hiện nhiệm vụ cộng giá trị điện áp Up, UI, UD lại
Nếu R15= R16=R17=R18, theo tính chất khuếch đại thuật toán ta có:
Udk= -( Up+UI+ UD)
Ta chọn R15= 10k
-

Khâu nhận biết chiều của tín hiệu điều khiển

-

Sơ đồ nguyên lý khâu nhận biết chiều của tín hiệu điều khiển
Ta chọn R23= 4,7k và D1 là diode zener loại DZ5V1.

19


-

-

-

-

Mạch tách tín hiệu chiều vào độ lớn tín hiệu điều khiển sử dụng
IC CD4052
CD4052B là 1 bộ dồn kênh- phân kênh 4 kênh tương tự. Có hai
ngõ chọn vòa nhị phân là A và B, và một hạn chế đầu vào. Hai
tín hiệu đầu vào lựa chọn 1 trong 4 cặp kênh phải được bật và
kết nối các yếu tố đầu vào tương tự và ra sẽ được đầu ra.
Sơ đồ chân của CD4052

Khi tách kênh dữ liệu vào chân COM OUT/IN, ra ở 4 kênh CHANNEL I/O.
Ngược lại, khi dồn kênh thì dữ liệu song song vào các chân CHANNEL
OUT/IN và ra ở chân COM OUT/IN.
2 ngõ chọn là A, B
Chân INH (inhibit) cho phép dữ liệu được phép truyền ra

20


Cấu trúc mạch của CD4052
INHIBIT

0
0
0
0
1

B
0
0
1
1
X

A
0
1
0
1
X

Sơ đồi nguyên lý mạch tách tín hiệu điều khiển dùng CD4052
-

Dòng điện cung cấp: 6mA- 15mA

Điện áp logic ở mức cao: 0,5- 15v
Điện áp logic ở mức thấp: 0,03- 0,06v
Công suất lớn nhất là 60mW

21

0x, 0y
1x. 1y
2x, 2y
3x, 3y
None


Khi tụ C4 nạp ddienj ta có: T1= 0,693.C4.(R7+ R27)
Khi tụ C4 phóng điện ta có : T2= 0,693.C4. R27
Vậy chu kì xung là T= T1+ T2 = 0,693.C4.(R7+2. R27)
Để tạo dao động có tần số 10khz, tức là chu kỳ dao động T= 1/f = 10-4s
Ta chọn R7= 50k , R27 = 100k , C4= 1 nf
Vậy T1= o.639.10^-9. (50000+ 100000)= 1.04. 10^-4
T2= 6,93.10^-9.100000= 6,93.10^5
-

Mạch tạo xung răng cưa dùng khóa transistor

Khi mở transistor, tụ C3 phóng ddienj qua transistor, uc=0. Khi transistor khóa tụ C3
nạp điện từ +12v qua R2, điện áp trên tụ thay đổi theo quy luật hàm mũ với hằng số
thời gian là t= R29.c3.
Uc= 12.(1- e)
-

Để lấy đonạ tuyến tính của điện áp trên tụ có thể chọn T=t/3

Chọn transistor là loại A1015 có các thông số sau:
Ic=150mA
VCBO =-50v

VCEO =-50v

22


P= 400v
Tần số hoạt động 1 khz
Dòng điện cực đại qua bazơ là Ib= Ic/HFE= (0,15.12)/90= 2(mA)
Mà IB=(12- 0,7)/(R28+R29) Vậy R28+R29= 5650
Chọn R28 =3k, R29= 3k, tụ C3= 0,1uf
-

Mạch so sánh

Đây là mạch so sánh hai điện áp vào đó là : Điện áo răng cưa và điện áp điều khiển
Udk( lấy từ bên ngoài vào)
Đồ thị so sánh điện áp:

23


Muốn xác địn được thời điểm mở van công suất( góc mở a) thì ta tiến hành so sánh 2
tín hiệu Udk và Urc. Điện áp răng cưa được đưa vào cửa đảo khóa của khâu khuếch đại
thuật toán qua R25 để so sánh với điện áp điều khiển được đưua vào cửa không đảo,
điện áo điều khiển được đưa vào cửa không đảo của khuếch đại thuật toán qua R 24.
-

Điốt D2 dùng để loại bỏ những phân xung âm. Vì vậy điện áp ra chỉ còn phần
xung dương
Tính toán khâu so sánh

Chọn điện trở R24=R25=R26= 4,7 k

Điốt dùng để giới hạn điện áp đầu ra chọn lại DZ5V1

24


25