thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 10

Chia sẻ: Duong Thi Tuyet Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

220
lượt xem 76
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Điều khiển TIRISTO Tiristo chỉ mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dương đặt trên anốt và có xung áp dương đặt vào cực điều khiển. Sau khi Tiristo đã mở thì xung điều khiển không còn tác dụng gì nữa, dòng điện chạy qua Tiristo do thông số của mạch quyết định. Mạch điều khiển có các chức năng sau:  Điều chỉnh được vị trí xung điều khiển trong phạm vi nửa chu kỳ dương của điện áp đặt trên anôt- catôt Tiristo.  Tạo ra được các xung đủ điều kiện mở được Tiristo,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: thiết kế hệ truyền động cho cân bằng định lượng, chương 10

Chương 10 thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn 1 . §iÒu khiÓn TIRISTO Tiristo chØ më cho dßng ®iÖn ch¹y qua khi cã ®iÖn ¸p d-¬ng ®Æt trªn anèt vµ cã xung ¸p d-¬ng ®Æt vµo cùc ®iÒu khiÓn. Sau khi Tiristo ®· më th× xung ®iÒu khiÓn kh«ng cßn t¸c dông g× n÷a, dßng ®iÖn ch¹y qua Tiristo do th«ng sè cña m¹ch quyÕt ®Þnh. M¹ch ®iÒu khiÓn cã c¸c chøc n¨ng sau:  §iÒu chØnh ®-îc vÞ trÝ xung ®iÒu khiÓn trong ph¹m vi nöa chu kú d-¬ng cña ®iÖn ¸p ®Æt trªn an«t- cat«t Tiristo.  T¹o ra ®-îc c¸c xung ®ñ ®iÒu kiÖn më ®-îc Tiristo, (xung ®iÒu khiÓn th-êng cã biªn ®é tõ 2 ®Õn 10 v«n, ®é réng xung tx=20100 ®èi víi thiÕt bÞ chØnh l-u, tx 10 ®èi víi thiÕt bÞ biÕn ®æi tÇn sè cao ). §é réng xung ®-îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc di  tx di / dt Trong ®ã :Idt-dßng duy tr× cña Tiristo. di/dt-tèc ®é t¨ng tr-ëng cña cña dßng t¶i. CÊu tróc cña m¹ch ®iÒu khiÓn mét Tiristo ®-îc tr×nh bµy trªn s¬ ®å . Ucm: Lµ ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn, ®iÖn ¸p mét chiÒu . Ur: Lµ ®iÖn ¸p ®ång bé, ®iÖn ¸p xoay chiÒu hoÆc biÕn thÓ cña nã, ®ång bé víi ®iÖn ¸p cña an«t-catèt cña Tiristo. HiÖu ®iÖn ¸p Ucm - Ur ®-îc ®-a vµo kh©u so s¸nh 1, lµm viÖc nh- mét trig¬ lËt tr¹ng th¸i, ë ®Çu ra cña nã ta nhËn ®-îc mét chuçi xung d¹ng sin ch÷ nhËt . Kh©u 2 lµ ®iÖn ¸p hµi mét tr¹ng th¸i æn ®Þnh . Kh©u 3 lµ kh©u khuÕch ®¹i xung.
Kh©u 4 lµ biÕn ¸p xung . B»ng c¸ch t¸c ®éng vµo Ucm , cã thÓ diÒu chØnh ®-îc vÞ trÝ xung ®iÒu khiÓn, còng tøc lµ ®iÒu chØnh gãc . CÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn mét thyristor 2. HÖ thèng ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ chØnh l-u 2.1 . Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn Trong viÖc ®iÒu khiÓn chØnh l-u th× viÖc t¹o thêi ®iÓm ®Ó ph¸t xung më Tiristor lµ mét kh©u rÊt quan träng. ViÖc ®iÒu khiÓn chØnh l-u th-êng sö dông hai nguyªn t¾c ®ã lµ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh vµ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng arccos ®Ó ®iÒu chØnh vÞ trÝ xung trong nöa chu kú d-¬ng cña ®iÖn ¸p ®Æt lªn Tiristor. a . Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng arccos §iÖn ¸p ®ång bé US v-ît tr-íc ®iÖn ¸p UAK=Umsint cña Tiristor mét gãc b»ng /2 vËy Us =Usm cos t §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc biªn ®é theo hai chiÒu (d-¬ng vµ ©m ). NÕu ®Æt US vµo cæng ®¶o vµ Ucm vµo cæng kh«ng ®¶o cña mét kh©u so s¸nh th× ta sÏ nhËn ®-îc mét xung rÊt m¶nh ë ®Çu ra cña kh©u so s¸nh khi kh©u nµy lËt tr¹ng th¸i :
Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng arccos Usm cos= Ucm . VËy khi Ucm= Usm th× =0 Ucm =0 th×  =/2 Ucm = -Usm th× = Nh- vËy khi ®iÒu chØnh Ucm tõ gi¸ trÞ +Usm ®Õn -Usm th× ta cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc gãc  tõ 0. b . Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh §èi víi nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh th× t¹i thêi ®iÓm xuÊt hiÖn sù c©n b»ng gi÷a ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Ucm vµ ®iÖn ¸p tùa (còng chÝnh lµ ®iÖn ¸p ®ång bé trïng pha víi ®iÖn ¸p ®Æt lªn A-K cña Tiristor vµ th-êng ®Æt vµo ®Çu ®¶o bé so s¸nh. Th«ng th-êng ®iÖn ¸p tùa th-êng cã d¹ng r¨ng c-a. Nh- vËy b»ng c¸ch biÕn ®æi Ucm ng-êi ta cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc thêi ®iÓm xuÊt hiÖn xung ra theo ®å thÞ nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn th¼ng ®øng tuyÕn tÝnh .
Ta x¸c ®Þnh gãc ®iÒu khiÓn  theo ph-¬ng tr×nh : Víi  :gãc më cña Tiristor U®k :®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Usm :®iÖn ¸p ®ång bé cùc ®¹i Th«ng th-êng ng-êi ta th-êng lÊy Ucm max =Usm NhËn thÊy r»ng gãc  lµ mét hµm tuyÕn tÝnh cña ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Ucm.VËy ta cã thÓ ®iÒu khiÓn gãc  th«ng qua ®iÒu khiÓn ®iÖn ¸p mét chiÒu 2.2 . Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn mét hÖ thèng chØnh l-u ®iÒu khiÓn ba pha ®èi xøng Nguyªn t¾c ®iÒu khiÓn chØnh l-u cÇu 3 pha ®èi xøng gåm 6 kªnh. Mét m¸y biÕn ¸p ®ång bé 6 pha vµ mét nguån ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn Ucm chung cho c¶ 6 kªnh. CÊu tróc cña mçi kªnh gÇn gièng nh- cÊu tróc ®iÒu khiÓn mét Tiristor .Yªu cÇu ®èi víi s¬ ®å lµ ph¶i ®¶m b¶o lu«n lu«n cã thÓ më hai thyristor, mét ë nhãm catot chung vµ mét ë nhãm Anot chung. Cã nh- thÕ míi khëi ®éng ®-îc thiÕt bÞ chØnh l-u vµ ®¶m b¶o ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ khi lµm viÖc ë chÕ ®é dßng t¶i gi¸n ®o¹n. ChÝnh v× vËy mµ s¬ ®å cã sö dông 6 cæng “OR” vµ sù tæ hîp cña c¸c tÝn hiÖu logic .
Vi m¹ch TCA780 Vi m¹ch TCA780 lµ mét vi m¹ch phøc hîp thùc hiÖn ®-îc 4 chøc n¨ng cña mét m¹ch ®iÒu khiÓn : “tÒ ®Çu” ®iÖn ¸p ®ång bé, t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c-a ®ång bé, so s¸nh vµ t¹o xung ra. TCA 780 do h·ng Siemens chÕ t¹o cã thÓ ®iÒu chØnh ®-îc gãc  tõ  1800 .
Vi m¹ch TCA 780 Th«ng sè chñ yÕu cña TCA780 lµ :  §iÖn ¸p nguån nu«i : US = 18 v.  Dßng ®iÖn tiªu thô : IS = 10mA.  Dßng ®iÖn ra : I = 50mA.  §iÖn ¸p r¨ng c-a : Ur.max = ( US – 2 ) v.  §iÖn trë trong m¹ch t¹o ®iÖn ¸p r¨ng c-a : R9 = ( 20  500 ) k  §iÖn ¸p ®iÒu khiÓn : U11 = - 0,5  ( US – 2 ) v.  Dßng ®iÖn ®ång bé : IS = 200A.  Tô ®iÖn : C10 = 0,5F.  TÇn sè xung ra : f = ( 10  500 ) Hz. Theo h×nh vÏ th× ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p t¹i ch©n 11 sÏ thay ®æi ®-îc thêi ®iÓm ph¸t xung ra t¹i ch©n 14 vµ ch©n 15 . MÆt kh¸c chØ cÇn mét d¹ng sãng h×nh sin ®Æt vµo ch©n 5 th× ta cã thÓ ph¸t ra xung t¹i hai thêi ®iÓm  vµ  +  Do ®ã khi chØ cÇn mét vi m¹ch th× ta cã thÓ më ®-îc hai van. H¬n thÕ n÷a, biÕn ¸p ®Çu vµo sÏ
kh«ng cÇn tíi 6 pha mµ biÕn ¸p ®ång bé chØ cÇn 3 pha ®ång bé víi 3 pha cña ®iÖn ¸p nguån . Bé ph¸t xung chïm §Ó t¹o ®iÒu kiÖn më ch¾c ch¾n cho c¸c Tiristo ng-êi ta sö dông bé ph¸t xung chïm. Bé ph¸t xung chïm ®-îc ®-a vµo kÕt hîp ph¸t xung phèi hîp víi xung ®iÒu khiÓn më Tiristo. Khi ®ã xung ®-a vµo cùc ®iÒu khiÓn Tiristo lµ xung chïm. Bé ph¸t xung chïm ®-îc thùc hiÖn th«ng qua 2 cæng “NOT” vµ bé dao ®éng RC ®-îc ®Êu nh- trªn h×nh vÏ 5.12. TÇn sè bé ph¸t xung chïm ®-îc tÝnh theo c«ng thøc : 1 f= 1,4 RC Khi thay ®æi gi¸ trÞ cña ®iÖn trë R th× ta cã thÓ thay ®æi tÇn sè f cña xung ®Çu ra. §Ó l¾p r¸p ta dïng hai cæng “NOT” cña vi m¹ch Cmos 4069, nguån cÊp 315 (v) M¹ch ph¸t xung chïm
T4 T6 T2 T1 T3 T5 D11 D31 D51 D41 D61 D21 BAX DZ D12 D32 D52 D42 D62 D22 D33 D63 D23 D13 R11 R31 D53 R51 D43 R41 R61 R21 Q1 Q3 Q5 Q4 Q6 Q2 R12 R32 R52 R42 R62 R22 R13 R33 R53 R43 R63 R23 DZ1 DZ3 DZ5 DZ4 DZ6 DZ2 A B C D E F AND AND AND AND AND AND NOT NOT R®c 11 15 14 12 11 15 14 11 15 14 12 C C C10 12 TCA 10 TCA 10 TCA 6 6 6 10 780 VCC 780 9 VCC 780 VCC 13 9 13 13 9 1 2 1 R9 3 16 1 16 16 1 8 5 8 5 M¸y biÕn ¸p ®ång bé 15 v
S¬ ®å nguyªn lý m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh l-u  
§å thÞ ®iÖn ¸p ®ång bé vµ ®iÖn ¸p trªn c¸c van ch-¬ng 6 m« pháng hÖ trong Simulink 1. S¬ ®å hÖ thèng trong Simulink
2 . ®å thÞ tèc ®é
3 . ®å thÞ dßng ®iÖn