Đề án tốt nghiệp: Tìm hiểu chung về ắc-quy phần 3 pdf
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (156.06 KB, 6 trang )
Đồ án môn học điện tử công suất
13
13
Chơng 3
Thiết kế mạch điều khiển
A. Giới thiệu chung về mạch điều khiển :
* Mạch điều khiển có các chức năng sau :
- Điều khiển đợc vị tri xung trong fạm vi nửa chu kỳ dơng của điện áp đặt lên
anod và catod của tiristo .
- Tạo đợc các xung đủ điều kiện mở đợc tiristo
( xung điều khiển thờng có biiên độ từ 2V dến 10V ,độ rộng xung thờng từ 20s
đến 100s)
Độ rộng xung đợc xác định theo biểu thức sau :
dtdi
I
t
dt
x
/
dt
I là dòng duy trì của tiristo
* Cấu trúc của một mạch điều khiển nh sau :
Trong đó :
- ĐF : khâu tạo điện áp đồng fa
- Urc : điện áp răng ca
- Uc : là điện áp điều khiển
- khâu 1 : khâu so sánh điện áp giữa Uc và Urc , khi Uc Urc = 0 thì trigơ lật
trạng thái .
- khâu 2 : khâu tạo xung chùm
- khâu 3 : là khâu khuyếch đại xung
- khâu 4 : khâu biến áp xung .
Bằng cách điều chỉnh Uc ta có thể điều chỉnh đợc vị trí xung điều khiển tức là điều
chỉnh đợc góc
X S S
1
2
3
4
Uc
ĐF
Urc
Đồ án môn học điện tử công suất
14
14
B. Sơ đồ nguyên lý và hoạt động của mạch điều khiển :
Nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển :
Điện áp hình sin sau khi qua MBA để tạo điện áp đồng fa , đợc đa vào bộ
chỉnh lu cầu một fa và qua khâu so sánh A1 để tạo điện áp dạng xung hình chữ
nhật UI . Do có sự fóng nạp của tụ C1 , ở đầu ra của A2 có điện áp dạng răng ca
UII .
UII sau đó đợc so sánh với điện áp điều khiển Uđk qua khâu A4 tạo điện áp
xung chữ nhật . Điện áp này qua diode D13 chỉ còn lại các xung dơng UIV. Thời
điểm fát xung của A4 đợc điều chỉnh nhờ thay đổi điện áp Uđk . Do đó góc điều
khiển có thể thay đổi khi điều chỉnh Uđk
Khâu A3 và diode D2 tạo xung chùm có điện áp dơng UIII . Độ rộng của các
xung này tuỳ thuộc vào giá trị R4 và C2 đợc xác định dựa trên yêu cầu của tiristo
cần điều khiển .
Các điện áp UIV và UIII qua fần tử AND và đợc đa vào khâu khuyếch đại
xung và biến áp xung để tạo các xung có công suất đủ lớn để mở các tiristo .
Khối phản hồi dòng điện ( bao gồm các khâu A5 và A7 ) tự động điều chỉnh
dòng điện ổn định khi nó thay đổi trong quá trình nạp ăc-quy và tạo giá trị dòng
nạp ban đầu theo yêu cầu của ăc-quy .
Khối phản hồi áp (khâu A10 ) tự động điều chỉnh điện áp khi điện áp thay đổi .
Điện áp fản hồi đợc so sánh với điện áp đặt trên biến trở VR1 .
Khi điện áp fản hồi Uf nhỏ hơn điện áp đặt ( bằng 93%Uđm của ăc-quy ) thì ở
đầu ra của A6 xuất hiện xung âm làm khoá K2 và mở K1 cho fép ăc-quy vẫn nạp
theo dòng .
Khi Uf lớn hơn điện áp đặt thì ở đầu ra của A6 xuất hiện xung dơng làm K2 mở
và K1 đóng , lúc này ăc-quy chuyển sang chế độ nạp theo áp .
Trong lúc nạp theo áp , khi điện áp nạp đạt giá trị 113%Uđm thì quá trình nạp
đợc ngắt nhờ khâu bảo vệ quá áp ( gồm khâu A9 , tranzito T4 và rơle RH ) .
Dạng điện áp của các khâu trong mạch điều khiển nh sau :
§å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt
15
15
U ®k
1,5
U I
U II
U IV
U III
1
2
Ubh
- Ubh
Ubh
- Ubh
0
0
0
0
Đồ án môn học điện tử công suất
16
16
B. Hoạt động của các khâu trong mạch điều khiển :
1. Khâu tạo điện áp đồng fa và điện áp răng ca :
Nguyên lý hoạt động :
MBA tạo điện áp đồng fa với điện áp đặt vào mạch lực . Điện áp hình sin sau khi
qua chỉnh lu đợc đa vào khâu so sánh A1 tạo điện áp hình xung chữ nhật . Do
có diode D1 nên chỉ có xung dơng của điện áp UI đợc đa vào nạp cho tụ C1.
Khi có xung âm , D1 khoá ,T1 mở , tụ C1 fóng điện qua R2 , A1 . Do quá trình
fóng nạp của tụ C1 nên ta có đợc điện áp ra của khâu A2 có dạng xung tam giác
.
Điện trở R2 nhằm hạn chế dòng qua tranzito T1 .
Diode Dz mắc song song tụ C1 nhằm khống chế điện áp ra UII không vợt quá
U
DZ
.
- Trong quá trình nạp cho tụ C1 :
UodtUI
1C3R
1
UII
dt
dUII
1C
3R
UI
t
0
.
.
.
tại thời điểm bắt đầu nạp cho tụ C1 , điện áp trên tụ bằng 0
1C3R
t
Ubh
tUI
1C3R
1
UII
.
.
.
- Điện áp bão hoà : Ubh = E 2 = 15 2 = 13V
- thời gian nạp cho tụ C1 là : tn = T/2 2.1/
- chọn điện áp dặt V15U
28R
Uđf = 22 sin2
222
5
1
1
,
sin
A2
C1
R3
A1
D1
R2
DZ
D9
D12
D11
D10
R1
R28
R27
MBA
I I
+ E
- E
+ E
+ E
- E
§å ¸n m«n häc ®iÖn tö c«ng suÊt
17
17
Time [s]
0.00 10.00m 20.00m 30.00m 40.00m 50.00m 60.00m 70.00m
Output
-20.00
-10.00
0.00
10.00
20.00
30.00
U®f
U II
Time [s]
0.00 10.00m 20.00m 30.00m 40.00m 50.00m 60.00m 70.00m
Output
-20.00
-10.00
0.00
10.00
20.00
30.00
U®f
U I
1,5V
Đồ án môn học điện tử công suất
18
18
Thời gian nạp cho tụ C1 là:
1C3R
tnUbh
UII
s00970
314
0480
2
2
020
tn
.
.
,
,
.
,
chọn UII max = -Ubh = -13V R3.C1 = tn = 0,0097
chọn R3=10k C1 = 0,0097/10000 = 0,97F
- Trong quá trình fóng của tụ C1 :
UoftUI
1C2R
1
UII .
.
trong đó : Uof = UIImax
t là thời gian fóng điện của C1
t < 1/314 = 0,048/314 = 0,153ms
73157
10970
101530
2R
6
3
,
.,
.,
chọn R2 = 150
- chọn các điện trở R28 = 1k ; R29 = 9k
- chọn diode : các diode D9 , D10 , D11 , D12 và D1 dùng loại D-1001 có các
thông số I = 1A và Ung = 200 V.
- chọn diode Dz loại BZ23-C15 có điện áp ngợc cực đại = 14,75 V
- chọn tranzito loại C828 có các thông số Uce = 30 V; Ice = 300mA ;
=30 100
- chọn IC thuật toán loại A741 có các thông số nh sau :
Zvào = 300k ; Zra = 60 ; En = 15V ; t = 55 C
o
125 C
o
.
