Thiết kế một bộ điều áp xoay chiều - pdf 15

Download miễn phí Thiết kế một bộ điều áp xoay chiều



Khi có lệnh điều khiển Tiristo T1 từ mạch diều khiển của T1 , thì đồng thời có xung điều khiển đưa tới hai Tiristo T1 và T4. Tuy nhiên việc điều khiển như thế này cũng gặp nhược điểm như đã nêu ở trên. Khi một biến áp xung cung cấp cho hai Tiristo, công suất cấp có thể không như nhau. Ngoài ra như trên Hình 9.54, tới cực điều khiển của mỗi Tiristo có hai cuộn dây thứ cấp của hai biến áp xung lấy từ hai kênh điều khiển khác nhau. ĐiÒu này sẽ làm phức tạp trong chế tạo biến áp lắp đặt , hiệu chỉnh mạch điều khiển. Vì lý do đó mà việc đệm xung bằng biến áp Ýt có ứng dụng trong thực tế.



Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

ậm pha sau điện áp như hình 9.38.
H×nh 9.38-S¬ ®å ®­êng cong dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p xoay chiÒu khi t¶i ®iÖn c¶m.
a) S¬ ®å ®éng lùc; b) §­êng cong ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn.
Khi điện áp nguồn U1 đã đổi dấu, mà cuộn dây điện cảm chưa xả hết năng lượng, làm cho T1 vẫn dẫn từ p cho đến j1, nếu T1 đang dẫn thì chứng tỏ T1 đang phân cực thuận và điện áp UA1A2 > 0. Khi T1 phân cực thuận thì T2 phân cực ngược. Do đó trong vùng từ p cho đến j1, nếu có phát xung điều khiển T2, thì T2 không dẫn. Như vậy khi có tải là điện cảm, góc mở nhỏ nhất amin của các Tiristo phải lớn hơn hay bằng góc trễ j lớn nhất (amin lớn hơn hay bằng jmax).
Với tải điện cảm, như biến áp hay động cơ thì góc j thay đổi theo tải, làm cho việc giới hạn góc amin là không thích hợp, vì nó liên tục thay đổi theo tải. Kết quả là, muốn điều khiển tăng điện áp xoay chiều, bằng cách giảm góc mở Tiristo, đến vùng góc mở đủ nhỏ nào đó có thể chỉ mở một Tiristo. Dòng điện trên tải lúc này là dòng một chiều.
Nguyên nhân thứ hai là do khi có điện cảm, dòng điện không biến thiên đột ngột tại thời điểm mở Tiristo, điện cảm càng lớn dòng điện biến thiên càng chậm, nếu như độ rộng xung điều khiển hẹp, dòng điện khi có xung điều không đủ lớn hơn dòng điện duy trì, do đó van bán dẫn không tự giữ dòng điện. Kết quả là không có dòng điện, hay Tiristo không mở. Hiện tượng này thường thấy khi ở đầu và cuối chu kì điện áp hình 9.39 a, c lúc đó điện áp tức thời đặt vào Van bán dẫn nhỏ. Khi kết thúc xung điều khiển, dòng điện còn nhỏ hơn dòng điện duy trì nên van bán dẫn khoá luôn. Chỉ khi nào điện áp tại thời điểm mở van đủ lớn, dòng điện cuối chu kì xung điều khiển đủ lớn hơn dòng điện duy trì, thì dòng điện mới tồn tại trong mạch.
H×nh 9.39 Sù xuÊt hiÖn dßng ®iÖn t¹i c¸c gãc më kh¸c nhau khi t¶i ®iÖn c¶m.
Hai nguyên nhân này làm cho một số người thiết kế ngại không muốn điều khiển tải điện cảm bằng thiết bị bán dẫn. Khi biết được nguyên nhân của việc không điều khiển như trên, thì việc xử lý trở nên không có gì khó khăn.
H×nh 9.40 Ph­¬ng ¸n cÊp xung khi ®iÒu ¸p xoay chiÒu víi t¶i ®iÖn c¶m lín
a - cÊp xung liªn tôc b - cÊp xung gi¸n ®o¹n.
Để giải quyết bài toán về sự thay đổi góc j của tải làm mất điều khiển, cần có xung liên tục từ thời điểm mở Tiristo cho đến khi điện áp đổi dấu, như hình 9.40 a. Khi phát lệnh mà van còn đang phân cực ngược, thì lệnh điều khiển chờ tới khi nào đủ điều kiện phân cực thuận van sẽ dẫn.
Việc phát xung điều khiển với độ rộng lớn gần như cả nửa chu kì như hình 9.40 a có hai nhược điểm, thứ nhất là dòng điều khiển gần như dài hạn (về nguyên lý điều khiển Tiristo và Triac, xung điều khiển với chức năng mồi nên chỉ cần ngắn hạn), thứ hai là việc thiết kế cấp xung điều khiển như trên khá phức tạp, nhất là đối với những mạch có nhiều van bán dẫn. Cấp xung rộng thế nào? Bằng một nguồn phụ, hay bằng biến áp xung có điện cảm cuộn dây lớn cũng khó khăn như nhau.
Mét trong những giải pháp nên dùng, là tạo xung gián đoạn bằng chùm xung liên tiếp, từ thời điểm mở van cho tới cuối bán kỳ như hình 9.40b, về nguyên lý đây là cấp xung liên tục như hình 9.40a. Trong kỹ thuật, cấp xung gián đoạn như hình 9.40 b dễ thực hiện hơn. Nguyên lý ở đây là băm xung liên tục thành chùm xung gián đoạn với tần số cao.
Một cổng logic AND với hai đầu vào là thực hiện được. Khi đưa tới đầu vào cổng AND tín hiệu xung điều khiển Ux; với tín hiệu chùm xung UCX; lúc đó đầu ra cổng AND có xung Xđk bằng tần số chùm xung trong vùng có điện áp UX như mô tả trên hình 9.41b
H×nh 9.41 Nguyªn lý t¹o chïm xung ®iÒu khiÓn
a) S¬ ®å; b) c¸c ®­êng cong.
b.
a.
H×nh 9.42 Sai sè cã thÓ gÆp khi ®iÒu khiÓn b»ng chïm xung
a) lÖnh më vµ chïm xung ®óng thêi ®iÓm; b) lÖnh më vµ chïm xung kh«ng cïng thêi ®iÓm
Nhược điểm của sơ đồ điều khiển bằng xung gián đoạn là sai sè khi điều khiển. Sai số ở đây xuất hiện khi thời điểm phát lệnh mở van với thời điểm van được mở không trùng với nhau. Khi phát xung điều khiển gián đoạn, xung điều khiển tại đầu ra biến áp xung có được là do có hai tín hiệu vào cổng AND đồng thời, tín hiệu vào UX để quyết định góc mở a tín hiệu từ chùm xung UCX. Hai tín hiệu này nếu không đồng pha, thì khi có lệnh UX mà UCX = 0, xung điều khiển Xđk phải chờ khi nào UCX lên mức cao như mô tả trên hình 9.42 b.
Sơ đồ mạch điều khiển điều áp xoay chiều với tải có điện cảm được thiết kế trên cơ sở hình 9.34 cho mạch động lực là triac, hay hình 9.36 cho mạch động lực là cặp tiristo song song ngược, với việc nối thêm mạch tạo xung chùm như trên hình 9.43. Các đầu vào của hình 9.43 UD, UE, UF được lấy từ các đầu tương ứng trên hình 9.34, 9.36. Chùm xung được tạo bởi một dao động đa hài A6 hay một mạch tạo xung chữ nhật nào đó (sẽ giới thiệu trong chương 10)
H×nh 9.43 §iÒu khiÓn ®iÒu ¸p xoay chiÒu khi t¶i ®iÖn c¶m b»ng chïm xung a) Van ®éng lùc lµ triac; b) Van ®éng lùc lµ Tiristo
Trường hợp điện cảm lớn mà Tiristo không mở được, nguyên nhân là do độ rộng xung thiết kế là không đủ lớn. Việc chọn độ rộng xung ở đây phải hợp lý.
Ví dụ :Thiết kế mạch điều khiển và ổn định nhiệt độ cho tủ sấy bằng điện trở với nhiệt độ điều chỉnh trong dải 0¸1500C công suất sợi đốt 40 KW, điện áp nguồn cấp 1 pha 220 V/50 Hz.
Lựa chọn sơ đồ thiết kế
Đây là nguồn có công suất không lớn, xét về phía tải. Vì đây là tải trở, không đòi hỏi quá cao về tính đối xứng của nguồn điều khiển. Có thể chọn bất kỳ sơ đồ nào trong các sơ đồ đã giới thiệu ở trên . Tuy nhiên, với trường hợp này sơ đồ dùng Triac điều khiển là hợp lý hơn cả với các lý do sau:
-Với công suất không lớn Triac thừa đủ công suất để cung cấp.
-Mạch điều khiển Triac đơn giản hơn mạch hai Tiristo
-Dù là công suất nhỏ, nhưng nếu điều khiển không đối xứng bằng một điốt, một Tiristo cũng không nên, do làm xấu đi chất lượng điện áp nguồn.
-Các sơ đồ không dùng thiết bị bán dẫn khó đáp ứng cho việc ổn định nhiệt độ, do việc tự động thay đổi điện áp và dòng điện tải khó khăn hơn.
*Tính chọn các thiết bị động lực
-Dòng điện tối đa chạy qua tải và qua Triac
H×nh 9.44 S¬ ®å ®éng lùc thiÕt kÕ
Khi điều chỉnh nhiệt độ ta coi nhịêt độ tối đa 1500 đạt được tương ứng với dòng điện tối đa 18,18 A. các yếu tố khác ảnh hưởng đến nhiệt độ của lò như thể tích vật liệu, thông số....ở đây không xét.
Dòng điện I=18,18 A được coi là dòng điện lớn nhất để chọn Triac. Với dòng điện không quá lớn như thế này, tổn hao khi van dẫn không quá lớn, nên ta chọn điều kiện làm việc có cánh toả nhiệt đủ diện tích làm mát, không cần quạt đối lưu không khí, để an toàn cho phép Triac làm việc với 20%Iđm
Dòng điện định mức của Triac cần chọn
IđmV=
Điện áp làm việc cực đại của Triac
Ulvmax=
Giả sử cho phép van dự trữ điện áp Kdt=2. Điện áp của Triac cần chọn
UđmT = 2.308 = 616 V
Từ hai thông số dòng điện và điện áp cần có ở trên ta chọn loại Triac: SSG100C80 có các thông số.
Uđm ...
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status