Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Lời nói đầu
Nước ta ngày càng phát triển, yêu cầu giải phóng sức lao
động, nâng cao năng suất lao động được đặt ra hầu hết ở các lĩnh
vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân.
Để giải phóng sức lao động và nâng cao năng suất lao động
thông qua tự động hoá và hiện đại hoá các công cụ, trang thiết bị và
công nghệ sản xuất có vai trò rất quan trọng. Do đó các kỹ sư
chuyên ngành Điện kỹ thuật cần phải nắm vững công nghệ và biết
thiết kế hệ thống truyền động điện tự động đáp ứng được các yêu
cầu công nghệ và biết cách lập trình cho các thiết bị điều khiển
truyền động điện hiện đại.
Sau 5 năm học tập ở trường Đại học Quy Nhơn em đã được
Nhà trường giao cho đề tài:
“Nghiên cứu hai bộ chỉnh lưu mắc song song ngược và ứng
dụng cho các cuộn tải thích hợp”
Trong bản đồ án tốt nghiệp này em tập trung vào nghiên cứu
hai bộ chỉnh lưu mắc song song ngược và ứng dụng cho các cuộn tải.
Sau thời gian tìm hiểu và làm đồ án với sự hướng dẫn, giúp đỡ
tận tình của thầy giáo PGS. TS Võ Quang Lạp và các thầy cô, các bạn
cho đến nay em đã hoàn thành bản đồ án. Song bản đồ án không tránh
khỏi một số thiếu sót. Vì vậy rất mong được sự góp ý của các thầy cô
giáo để đồ án của em được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS. TS Võ Quang Lạp và
các thầy cô giáo và bạn bè đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em
hoàn thành đồ án này.
Ngày tháng năm 2007
Sinh viên thực hiện
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận

 1 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Lê Đức Thuận
CHƯƠNG I
PHÂN TÝCH MẠCH ĐỘNG LỰC
I - DÙNG HAI BỘ BIẾN ĐỔI MẮC SONG SONG NGƯỢC
Sơ đồ bộ biến đổi có đảo chiều sử dụng chỉnh lưu có thể là hình cầu
một pha , tia 3 pha, cầu 3 pha. Trong mỗi sơ đồ có một bộ chỉnh lưu thuận và
một bộ chỉnh lưu ngược.
Ưu điểm : tác động nhanh cao ,không gây tiếng ồn và dễ dàng tự động
hoá do các van có hệ số khuếch đại cao nên thuận tiện cho việc thiết lập các
hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lượng dặc tính tĩnh
và đặc tính động của hệ thống.
Nhược điểm các van bán dẫn phi tuyến dạng điện áp ra có độ đập mạch
cao gây tổn thất phụ trong máy.
1. Sơ đồ hình cầu một pha:
Sơ đồ nguyên lý bộ mắc song song ngược:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 2 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Trong sơ đồ nguyên lý này T1- T4 tạo thành một sơ đồ chỉnh lưu cầu
một pha cho dòng qua tải theo chiều thuận. Các van còn lại tạo thành sơ đồ
chỉnh lưu cầu một pha cho dòng qua tải theo chiều ngược, ta còn gọi là bộ
chỉnh lưu ngược. Khi làm việc nguyên lý của hai sơ đồ là tương tự nhau, vì
vậy ta chỉ xét nguyên lý làm việc của bộ thuận.
Ta xét cầu một pha bộ thuận:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức

Thuận
 3 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
2. Sơ đồ tia 3 pha
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 4 
R
C
R
C
R
C
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Trong sơ đồ có hai bộ chỉnh lưu bộ thuận gồm các T có katốt chung, bộ
ngược gồm các T có Anốt chung. Khi một bộ làm việc ở chế độ chỉnh lưu thì
bộ kia ở chế độ chờ nghịch lưu hoặc không làm việc. Khi làm việc cung cấp
điện cho tải thì hai bộ biến đổi có nguyên lý làm việc như nhau vì vậy ta chỉ
xét nguyên lý làm việc cho một bộ.
Giản đồ dòng điện và điện áp của bộ chỉnh lưu thuận hình tia 3 pha:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 5 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
3. Sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận

 6 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Trong sơ đồ này T1 - T6 tạo thành bộ chỉnh lưu cầu pha thuận cho
dòng qua tải theo thứ tự thuận. Các van còn lại cho dòng qua động cơ theo
chiều ngược lại làm động cơ đảo chiều quay. Khi đảo chiều quay động cơ
diễn ra quá trình đảo chiều. Nguyên lý làm việc của hai bộ chỉnh lưu là như
nhau do vậy ta chỉ cần phân tích nguyên lý của một sơ đồ.
Nguyên lý làm việc của bộ thuận:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 7 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 8 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Giá trị trung bình của các sơ đồ được xác định thông qua các biểu thức sau:
+ Cầu 1 pha.
Ud = Udo.cosα = 2
π
2
U
2
= 0.9U
2
cosα
Sơ đồ tia pha:

Ud = Udo cosα =
π2
63
U
2
cosα = 1.17U
2
cosα
+Sơ đồ cầu 3pha:
Ud = Udo cosα =
π2
63
U
2
cosα = 2.34U
2
cosα
Nhận xét:
- Để có cùng một điện áp Ud thì sơ đồ cầu 3 pha có điện áp U
2
nhỏ nhất.
- Chất lượng điện áp của sơ đồ cầu 3 pha tốt hơn hai sơ đồ cầu một pha
và tia 3 pha.
- Sè van sơ đồ và độ phức tạp của mạch tạo xung điều khiển:
+ Sơ đồ tia 3 pha có 3T sử dụng Ýt van nhất và sơ đồ phát xung điều
khiển đơn giản
+ Còn sơ đồ cầu một pha và cầu 3 pha sử dụng số van nhiều hơn và
mạch tạo xung điều khiển cũng phức tạp hơn.
- Giá trị trung bình qua các van:
+ Sơ đồ cầu một pha: I

tb
= Id/2
+ Sơ đồ tia 3pha: I
tb
= Id/3
+ Sơ đồ cầu 3pha: I
tb
=Id/3
- Với cùng một giá trị dòng tải thì dòng qua T của sơ đồ cầu 1 pha lớn
hơn hai sơ đồ còn lại mà khi dòng qua van lớn thì nhiệt sinh ra lớn làm giảm
tuổi thọ yêu cầu tản nhiệt tốt.
Vì vậy xét dòng qua các van thì chỉnh lưu cầu pha tốt nhất
- Giá trị lớn nhất của điện áp thuận và ngược đặt lên các van là:
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 9 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
U
Tthmax
= U
Tngmax
= U
2
2
=
2
Udo/(2
π
2

) =
2
π
Udo
+ Sơ đồ tia 3 pha:
U
Tthmax
= U
Tngmax
= U
2
6
= (
6
Udo/(
π2
63
) = 2
3
π
Udo
+ Sơ đồ cầu 3 pha
U
Tthmax
= U
Tngmax
= U
2
6
= (

6
Udo/(
π
63
) =
3
π
Udo
Với cùng giá trị điện áp Udo thì sơ đồ cầu 3 pha có điện áp ngược và
thuận đặt lên các van là nhỏ nhất.
- Sơ đồ hình tia 3 pha với sơ đồ hình tia 3 pha có ưu điểm là đơn giản
số van Ýt hơn hình cầu cho dòng qua van vừa phải có sụt áp và tổn thất công
suất Ýt hơn hình cầu tổn thất do trùng dẫn cũng Ýt hơn. Nhưng sơ đồ hình tia
có dạng điện áp ra xấu hơn hình cầu công suất của bộ biến đổi nhỏ hơn hình
cầu.
- Sơ đồ hình cầu có ưu điểm là dòng qua các van chỉnh lưu nhỏ, Ýt bị
quá dòng, điện áp ra của sơ đồ bằng phẳng hơn các sơ đồ khác, cuộn kháng
lọc nhỏ hơn sơ đồ hình tia và hệ dùng được với công suất lớn. Nhưng sơ đồ
hình cầu số van lớn hệ thống đảo chiều phức tạp giá thành cao.
- Qua so sánh các ưu nhược điểm sơ đồ chỉnh lưu của hình tia và hình
cầu 3 pha ta chọn mạch động lực cho hệ truyền động là sơ đồ hình cầu 3 pha
vì quá trình quá độ chiếm đáng kể trong quá trình làm việc ,dạng điện áp,
dòng chỉnh lưu hơn hẳn sơ đồ hình tia .
4. Chọn phương pháp đảo chiều:
Do chỉnh lưu tiristo dẫn dòng theo một chiều và chỉ điều khiển được
khi mở, còn khoá theo điện áp ngược cho nên hệ truyền động van thực hiện
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 10 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy

Nhơn
đảo chiều khó khăn và phức tạp, cấu tạo mạch động lực và mạch điều khiển
hệ T- Đ đảo chiều yêu cầu an toàn cao và điều khiển chặt chẽ để làm được
điều đó ta có phương pháp đảo chiều sau:
+ Đảo chiều phần ứng bằng 2 sơ đồ chỉnh lưu đấu song song ngược
phương pháp này đảo chiều được với tần số lớn phù hợp với loại có công suất
lớn, thời gian quá độ do đảo chiều nhỏ .
Qua phân tích phương pháp đảo chiều để phù hợp với yêu cầu truyền
động ta chọn phương pháp dùng 2 sơ đồ đấu song song ngược
5. Chọn phương pháp điều khiển cho BBĐ đảo dòng:
Để điều khiển được BBĐ này người ta sử dụng 2 phương pháp điều
khiển đảo chiều sau:
- Phương pháp điều khiển riêng: Khi điều khiển riêng 2 BBĐ làm
việc riêng rẽ nhau tại 1 thời điểm chỉ phát xung vào 1 BBĐ còn bé kia bị khoá
không có xung điều khiển. Dùng phương pháp này không làm xuất hiện dòng
cân bằng do vậy không cần cuộn kháng san bằng. Tuy nhiên phương pháp
điều khiển riêng phải đảm bảo nguyên tắc sau, giả sử khi động cơ đang quay
thuận bộ biến đổi BBĐ 1 đang làm việc đến một thời điểm nào đó (t
1
) ta phát
lệnh đảo chiều mạch điều khiển phải làm sao cho α
1
> 90
0
, làm sao cho dòng
phần ứng giảm nhanh về bằng không . Lúc này cắt xung điều khiển để khoá
BBĐ 1. Đến thời điểm (t
2
) được xác định bởi cảm biến dòng điện phần ứng
bằng không thì ta cho trễ 1 khoảng thời gian T = t

3
- t
2
sau đó cho BBĐ2 làm
việc với góc α
2
< 90
0
sao cho dòng phần ứng không vượt quá giá trị cho phép
để thực hiện hãm tái sinh sau đó α < 90
0
và thực hiện quá trình đảo chiều.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 11 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
- Phương pháp điều khiển chung: Cả 2 tổ van đều có xung mở, một
tổ van ở trạng thái tác dụng có trao đổi năng lượng với động cơ điện, còn tổ
kia ở trạng thái đợi. Trong phương pháp điều khiển chung có 2 cách :
+ Điều khiển chung tuyến tính: Khi đó ta có α
1
+ α
2
= 180
0
có nghĩa là
ta giữ cho tổng số góc mở 2 BBĐ bằng 180
0
nếu tăng góc mở của BBĐ 1 thì

giảm góc mở của. BBĐ2 nhờ đó ta giữ được sức điện động tổng. Sức điện
động tổng trong mạch nguồn từ BBĐ1 đến BBĐ2 là : ΣE
b
= E
b1
+ E
b2
= 0 Và
dòng khép kín qua bộ biến đổi là dòng cân bằng I
cb
= ΣE
b
/ΣR
b
= 0 nghĩa là
không có sự trao đổi năng lượng giữa các tổ van .
+ Điều khiển chung phi tuyến α
1
+ α
2
= Π + ξ (ξ là góc không phù
hợp) và được chọn theo yêu cầu đặc tính tĩnh của hệ thống. Do có dòng cân
bằng nên tiêu tán năng lượng vô Ých cho nên phải sử dụng cuộn kháng cân
bằng và phương pháp này có ưu điểm là không có thời gian trễ khi đảo chiều
nên đảo chiều nhanh với tần số lớn đặc tính tĩnh tốt .
Do việc phân tích và chọn mạch động lực là sơ đồ hình tia 3 pha mắc
song song ngược, nên để thuận tiện ta chọn phương pháp đảo chiều điện áp
đặt vào phần ứng phụ tải và khống chế theo nguyên tắc phụ thuộc tuyến tính.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận

 12 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
CHƯƠNG II
THIẾT KẾ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG ĐẢO CHIỀU
ĐỘNG CƠ CHO HAI BỘ MẮC SONG SONG KHỐNG CHẾ
THEO PHƯƠNG PHÁP TUYẾN TÍNH PHỤ THUỘC
Mạch điện nguyên lý của hệ thống truyền động điện gồm hai phần:
+ Mạch động lực.
+ Mạch điều khiển.
Mạch động lực là phần tử trực tiÕp thực hiện các quá trình năng lượng
theo yêu cầu công nghệ đặt ra. Mạch điều khiển có chức năng điều khiển
mạch động lực thực hiện các quá trình công nghệ. Nh vậy khi thiết kế sơ đồ
nguyên lý phải đi từ mạch động lực.
II.1. SƠ ĐỒ MẠCH ĐỘNG LỰC
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 13 
R
C
R
C
R
C
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Mạch động lực gồm :
- Máy biến áp động lực mắc theo sơ đồ Y/Y() cung cấp điện áp xoay
chiều cho bộ biến đổi
- Bé biến đổi : là hai bộ biến đổi hình tia 3 pha mắc song song ngược

+ BBĐ1 gồm các van: T1, T2, T3 mắc Ka tốt chung khi làm việc ở chế
độ chỉnh lưu thì cấp điện cho động cơ quay thuận.
+ BBĐ2 gồm các van : T4, T5, T6 mắc Anốt chung khi làm việc ở chế
độ chỉnh lưu thì cấp điện cho động cơ quay ngược.
- CKCB1 và CKCB2 là hai cuộn kháng cân bằng có L
k
lớn để đảm bảo
I
cb
< 1 0% I
d
- Cuộn kháng CK có nhiệm vô san phẳng dòng điện tải I
d
.
- CKĐ là cuộn kích từ của động cơ.
Nguyên lý làm việc của bộ biên đổi hình tia ba pha:
Giả thiết Ld = ∞ cho sơ đồ làm việc với mét 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 tạm giả thiết rằng : trước thời điểm ωt = v
1
= α thì trong sơ đồ van
T3 đưang dẫn dòng và các van khác còn ở trạng thái khoá, khi đó trên van T1 sẽ
có điện áp thuận (vì u
T1
= u
a
- u
c
= u
ac

, và tại ωt = v
1
= α thì u
ac
> 0 nên u
T1
> 0).
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 14 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
* Tại ωt = v
1
= α thì T
1
có tÝn hiệu điều khiển, T
1
có đủ hai điều kiện
để mở nên T
1
mở và u
T1
giảm về bằng không. Do u
t1
= 0 nên ud = u
a
và từ sơ
đồ ta xác định được điện áp trên T
3

là : u
T3
= u
c
- u
a
= u
ac
tại v
1
thì u
ac
< 0, tức
là T
3
bị đặt điện áp ngược nên khoá lại, van T
2
thì vẫn khoá, do vậy trong
khoảng tiếp sau v
1
trong sơ đồ chỉ có van T
1
dẫn dòng, khi T
1
dẫn dòng :
u
d
= u
a
; i

T1
= i
a
= i
d
; i
T2
= 0; i
T1
= 0; u
T2
= u
ba
; u
T2
= u
cưa
* Đến ωt = 5π/6 thì u
a
= u
b
đây là thời điểm mở tù nhiên đối với T
2
,
nhưng T
2
chưa mở vì chưa có tÝn hiệu điều khiển, do u
a
vẫn dương kết hợp
với tác dụng cùng chiều của s.đ.đ 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
l
vẫn tiếp tục làm việc nhờ s.đ.đ tự cảm của L
d
.
* Tại ωt = v
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 không nên u
d
= u
b

và u
T1
= u
a
- u
b
= u
ab
mà tại v
2
thì u
ab
< 0 tức là T
1
bị đặt điện áp ngược nên khoá lại.
Do vậy từ v
2
trong sơ đồ chỉ có van T
2
dẫn dòng, khi T
2
mở :
u
d
= u
b
u
T1
= 0 i
T3

= 0 i
T2
= i
d
= I
d
u
T1
= u
ba
u
T3
= u
cb
i
T1
= 0
*Suy luận tương tù như vậy ta có từ ωt = v
2
đến ωt = v
3
thì T
3
làm việc
và:
u
d
= u
c
u

T1
= 0 i
T2
= 0 i
T3
= i
d
= I
d
u
T1
= u
ac
u
T2
= u
bc
i
T3
= 0
 Tại V
4
: T
1
lại có tín hiệu điều khiển T
1
mở, T
3
bị đặt điện áp ngược
khoá lại. Sơ đồ lặp lại trạng thái làm việc ban đầu.

GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 15 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 16 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
II. 2. THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN
II. 2.1. Phân tích nguyên lý mạch tạo xung điều khiển
Nh ta đã biết, để cho các van của hai bộ chỉnh lưu mở tại những thời
điểm mong muốn thì khi đó van phải thoả mãn hai điều kiện:
- Phải có điện áp thuận đặt lên hai cực Katốt (K) và anôt (A) của van
- Trên cực điều khiển (G) và ka tốt (K) của van phải có điện áp điều
khiển, thường gọi là tín hiệu điều khiển.
Để có hệ thống các tín hiệu điều khiển xuất hiện đúng theo yêu cầu,
người ta sử dụng mét mạch điều khiển để tạo ra các tín hiệu đó. Mạch tạo ra
tín hiệu điều khiển gọi là mạch điều khiển. Do đặc điểm của các thỷ là khi van
đã mở thì việc còn hay mất tín hiệu điều khiển đều không ảnh hưởng đến
dòng qua van. Vì vậy để hạn chế công suất của mạch điều khiển và giảm tổn
thất trên vùng cực điều khiển thì người ta thường tạo ra các tín hiệu điều
khiển dạng xung, do đó mạch còn được gọi là mạch phát xung điều khiển.
II.2.2. Chức năng điều khiển của mạch điều khiển
Tạo ra các xung điều khiển đủ các yêu cầu như : biên độ , công suất và
thời gian tồn tại để mở chắc chắn các van với mọi loại tải mà sơ đồ gặp phải
khi làm việc, thông thường đối với các bộ chỉnh lưu thì độ rộng xung điều
khiển nằm trong khoảng từ (200 - 600) µs là đảm bảo mở chắc chắn các
tiristo, mạch điện phát ra các xung như vậy gọi là mạch điều khiển.

- Điều chỉnh được thời điểm phát xung điều khiển
- Phân phối các xung cho các kênh điều khiển theo đúng quy luật
yêu cầu.
Hiện nay các hệ thống phát xung điều khiển được chia làm hai
nhóm chính:
* Nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ: là nhóm mà các hệ thống
điều khiển đưa ra các xung xuất hiện trên cực điều khiển của các tiristo đúng
thời điểm cần mở và lặp đi lặp lại với chu kì thường bằng chu kì nguồn xoay
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 17 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
chiều cấp cho bộ chỉnh lưu (ngoài ra trong một số trường hợp chu kì xung có
thể bằng 1/2 chu kì nguồn).Nhóm hệ thống này được sử dụng rất phổ biến.
*Nhóm các hệ thống điều khiển không đồng bộ: nhóm này tạo ra các
chuỗi xung điều khiển với tần số thường cao hơn nhiều tần số nguồn cung cấp
và trong quá trình làm việc tần số xung được tự động thay đổi để đảm bảo mét
lượng ra nào đó (U
d
, I
d
) không thay đổi. Để đạt được điều này thì tần số xung
phải được khống chế theo sai lệch giữ tín hiệu đặt và tín hiệu ra của đại
lượng cần ổn định. Các hệ thống điều khiển theo nguyên tắc này khá phức
tạp nên Ýt được dùng.Trong đồ án này em sử dụng hệ thống phát xung điều
khiển đồng bé.
Trong mạch điện này thiết kế mạch điều khiển theo khống chế pha
đứng (thuộc nhóm các hệ thống điều khiển đồng bộ). Một mạch điều khiển
theo nguyên tắc pha đứng của hệ thống điều khiển đồng bộ được chia thành

từng khối nh sau:
+ Mạch phát xung: Là mạch tạo ra dạng xung đồng thời phát đến các
cực điều khiển của van để mở van.
+ Mạch tổng hợp và khuếch đại trung gian: Làm nhiệm vô tổng hợp các
tín hiệu điều khiển và khuếch đại xung điều khiển cho phù hợp với điều kiện
mở các van điều khiển, là nơi lập trung các tín hiệu điều khiển của hệ thống.
+ Các mạch khác: nh các mạch tạo nguồn nuôi cung cấp cho các mạch
điều khiển và mạch tổng hợp và khuếch đại trung gian, mạch tạo điện áp chủ
đạo của hệ thống.
Mạch phát xung theo nguyên tắc pha đứng chia ra làm ba khối có chức
năng khác nhau và được biểu diễn nh sơ đồ sau.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 18 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Khối 1 : Khối đồng bộ hoá và phát sóng răng cưa ( ĐBH & RSRC ).
Khối này có nhiệm vô lấy tín hiệu đồng bộ hoá và phát ra sóng điện áp
hình răng cưa để đưa vào khối so sánh.
Khối 2: Khối so sánh, có nhiệm vô so sánh giữa tín hiệu điện áp tựa
hình răng cưa với điện áp điều khiển U
đk
để phát ra tín hiệu xung điện áp đưa
tới mạch tạo xung.
Khối 3: Khối tạo xung, có nhiệm vô tạo ra các xung điều khiển đưa tới
chân điều khiển của tiristo.
Các đại lượng điện áp sử dụng gồm:
- U
1
: Điện áp tới (nguồn) xoay chiều, đồng pha với điện áp cung cấp

cho sơ đồ chỉnh lưu.
- U
r
: Điện áp tùa, thường có dạng hình răng cưa.
- U
đk
: Điện áp điều khiển, đây là điện áp một chiều có thể thay đổi được
biên độ và được lấy từ mạch khuếch đại trung gian đưa tới.
- U
đkt
: Điện áp điều khiển Tiristor, nó là chuối các xung điều khiển, lấy
từ đầu ra của mạch điều khiển truyền tới điện cực điều khiển (G) và ka tốt (K)
của các Tiristor.
Nội dung của phương pháp khống chế là: Điện áp tựa (U
r
) và điện áp
điều khiển (U
đk
) cùng được đưa đến đầu vào khối so sánh (SS). Khi tổng đại
số
U
r
+ U
đk
= 0 là thời điểm bắt đầu xuất hiện xung ở đầu ra của khâu so sánh
cũng là lúc bắt đầu có xung điều khiển để mở Thiristor.
Bằng cách điều chỉnh biên độ điện áp điều khiển (u
đk
) có thể điều khiển
được thời điÓm phát xung điều khiển mở Tiristor (tức là điều chỉnh được góc

mở α). TX là thời gian tồn tại hay độ rộng của xung điều khiển.
Mạch điều khiển được thiết kế gồm 6 kênh với tín hiệu vào mỗi kênh là
điện áp đồng pha với mỗi pha tương ứng của nguồn xoay chiều cung cấp cho
các bộ chỉnh lưu. Với 6 kênh điều khiển nh trên tạo ra 6 xung điều khiển, môi
xung phát ra tương ứng với hai nửa chu kỳ của điện áp đồng pha đảm bảo để
điều khiển 6 Tiristor trong sơ đồ chỉnh lưu theo đúng quy luật.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 19 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Vì các kênh phát xung điều khiển là hoàn toàn giống nhau gồm các
khâu: Đồng bộ hoá, tạo xung răng cưa, so sánh, tạo xung, sửa xung, khuếch
đại xung và truyền xung và nguyền lý làm việc là hoàn toàn giống nhau do
vậy ta chỉ cần phân tích cho hai kênh là đủ cho 4 kênh còn lại được suy ra
hoàn toàn tương tù.
II.2.3. KHÈI ĐỒNG BÉ HOÁ VÀ PHÁT SÓNG RĂNG CƯA
(ĐBH-FSRC)
Mạch phát sóng răng cưa đảm nhận chức năng tạo ra điện áp tựa có
dạng hình răng cưa biến đổi mét cách chu kỳ trùng với chu kỳ của các xung
đầu ra của mạch phát xung. Điện áp răng cưa để điều khiển mạch phát xung
sao cho mạch phát ra một hệ thống các xung điều khiển xuất hiện lặp đi lặp
lại với chu kỳ bằng chu kỳ nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu.
Kỹ thuật điện tử đã chỉ ra rằng để tạo ra điện áp răng cưa phù hợp tần số và
góc pha của nguồn xoay chiều cung cấp cho bé chỉnh lưu, thì tốt nhÊt là sử
dụng sơ đồ được điều khiển bởi điện áp biến thiên cùng tần số dạng của nó có
thể là bất kỳ. Mạch đồng bộ hoá (đbh) sẽ đảm bảo điều khiển chức năng tạo ra
điện áp điều khiển nói lên.
II.2.3.1. Mạch đồng bộ hoá
Mạch đồng bộ hoá (mạch điều khiển ở trên sử dụng Mạch đồng bộ hoá

dùng máy biến áp đồng bộ (BAĐ) để tạo ra 3 điện áp đồng pha với 3 pha của
nguồn xoay chiều cung cấp cho sơ đồ chỉnh lưu). Sơ đồ nguyên lý của mạch
đồng bộ hoá.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 20 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Với việc sử dụng biến áp đồng bộ (BAĐ) có tổ nối dây Ψ/Ψ
0
như trên
mà máy biến áp động lực (BA) có tổ nối dây Ψ/Ψ nên điện áp đồng bộ (uđh)
lấy ra ở phía thứ cấp của BAĐ hoàn toàn trùng pha với các pha điện áp của
nguồn điện xoay chiều cung cấp cho bộ chỉnh lưu. Điện áp đồng bộ (u
đb
) được
dịch chậm pha đi mét góc 30
0
điện bởi mạch tụ điện và điện trở R - C gọi là
mạch dịch pha.
Mục đích của việc dịch pha tín hiệu đồng bộ chậm đi một góc π/6
(30
0
điện) là nhằm thống nhÊt trị số góc điều khiển của Tiristor ứng với điện
áp nguồn trên mạch động lực và góc điều khiển α ở mạch phát xung và như
vậy có thể điều khiển các Tiristor với trị số góc điều khiển nhá. Ta biết rằng
góc mở tự nhiên của các Tiristor được tÝnh lại vị trí giao nhau của hai điện
áp pha kề nhau và góc điều khiển được tính từ thời điểm đó trở đi. Giao điểm
nói trên (điểm ứng với góc mở tự nhiên ở vị trí chậm sau điểm bắt đầu của
các nửa chu kú điện áp pha 30

0
điện) Mặt khác góc điều khiển ở mạch phát
xung được tính từ điểm bắt đầu của điện áp tựa răng cưa (cũng là điểm bắt
đầu của các nửa chu kỳ điện áp đồng bộ hoá) đến vị trí mà u
r
+ u
đk
= 0. Do đó
việc dịch điện áp đồng bộ (u
đb
) chậm đi góc 30
0
điện sẽ làm thoả mãn khi góc
điều khiển α = 0 cũng tương ứng với góc mở tù nhiên của các Tiristor.
II.2.3.2. Mạch tạo điện áp răng cưa
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 21 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Để tạo ra điện áp răng cưa ta có rất nhiều sơ đồ.
- Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng đi ốt, điện trở, tụ điện (D -R - C)
bằng nguồn một chiều ổn định.
- Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng mạch D-R-C và Tranzitor.
- Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng mạch D-R-C và Tranzitor và
nạp tụ bởi dòng không đổi.
- Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng vi mạch khuếch đại thuật toán
(KĐTT). Trong mỗi mạch phát sóng răng cưa lại có ưu nhược điểm riêng của
mỗi mạch.
*Sơ đồ mạch phát sóng răng cưa dùng D-R-C nạp tụ bởi dòng

không đổi.
Sơ đồ mạch sau:
Giới thiệu sơ đồ:
- BAĐ: Biến áp đồng bộ để tạo ra tín hiệu đồng bộ hoá
- Các phần tử còn lại là mạch tạo điện áp răng cưa, trong đó mạch điện
gồm Tr
2
, D
z
, R
4
w
R
là mạch ổn định dòng để nạp tô.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 22 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
- u
1
: Là điện áp nguồn xoay chiều cấp cho sơ đồ chỉnh lưu
- u
đb
: Là điện áp đồng bộ
- u
cc
: Là điện áp một chiều cung cấp cho sơ đồ tạo sóng răng cưa.
- u
rc

: Điện áp răng cưa đầu ra của sơ đồ.
- u
0
: Điện áp ổn định trên đi ốt ổn áp (D
z
)
- i
c1
, i
e2
, i
c2
: Dòng cực góp Tr
1
, Tr
2
và dòng cực phát của Tr
2
.
* Nguyên lý làm việc :
Ta có điện áp giữa cực phát và cực gốc Tr
2
.
U
eb2
= U
0
- i
e2
*R

wR
Với R
wR
là trị số điện trở của biÕn trở W
R
. Do cực phát và cực gốc của
mét Tranzirtor hầu như không thay đổi khi dòng cực gốc thay đổi nên ta xem
U
eb2
= A = const. Vậy ta có i
e2
= (U
0
- U
eb2
)/ R
wR
= I = const, mặt khác ta lại có
i
c2
= i
e2
= I = const. Tức là dòng điện qua cực góp Tr
2
có giá trị không đổi.
Ta giả thiết rằng: Tại ωt = 0 thì U
đb
= 0 và bắt đầu chuyển sang nửa chu
kỳ dương tại ωt = 0 điện áp trên tô c đang = 0 (U
C

= 0).
Vậy sau thời điểm ωt = 0 thì U
đb
> 0 (điểm a > 0) nên trên D đặt điện
áp thuận, D sẽ mở dẫn đến sẽ có dòng điện từ cuộn thứ cấp BAĐ đi qua R
2
và
D. Nếu bá qua sụt áp rất nỏ trên cuộn dây MBA đồng bộ và trên đi ốt D thì
trên R
2
được đặt điện áp bằng toàn bộ sức điện động thứ cấp BAĐ, tức là U
đb
.
Điện áp sụt trên R
2
lúc này có thể dương đặt vào cực phát Tr
1
, còn cực thế âm
đặt vào cực gốc Tr
1
, do vòng gốc phát Tranzitor Tr
l
bị đặt điện áp ngược và
Tr
1
bị khoá (Tr
1
có dòng cùc góp). Tr
1
khoá tô C được nạp điện bởi dòng cực

góp Tr
2
có giá tri ổn định khác. Điện áp trên tụ tăng dần theo quy luật U
c
= I
*t/C đây là quy luật tuyến tÝnh.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 23 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
Đến ωt = π thì điện áp đồng bộ bằng 0 (U
ab
= 0 và bắt đầu chuyển sang
nửa chu kỳ âm, điểm a trở nên âm hơn 0). Van D bị đặt điện áp ngược và
khoá lại do vòng điện áp đồng bộ không còn tác động đến mạch gốc phát của
Tr
1
nữa lúc này dưới lác động của nguồn cung cấp mét chiều qua điện trở điện
thiên R
1
trong mạch định thiên mắc theo kiểu phân áp gồm R
1
và R
2
mà Tr
1
mở, khi Tr
1
thì tụ ngừng nạp và bắt đầu phóng điện qua mạch góp phát của

Tr
1
và điện trở bảo vệ Tranzitor là R
3
người ta tính chọn các điện trở R
1
,R
2
và
Tr
1
sao cho Tr
1
mở bão hoà với dòng điện cực góp là I. Vậy tô C sẽ ngừng
phóng khi điện áp trên tụ giảm xuống bằng sụt áp bão hoà của Tr
1
cộng với
sụt điện áp trên R
3
gây nên bởi dòng bão hoà của Tr
1
: U
R3
= I.R
3
sụt điện áp
bão hoà trên Tr mở rất nhỏ nên ta có thể bỏ qua. Mặt khác do R
3
rất nhỏ và I
cũng có giá trị rất nhỏ (cỡ 1 ÷ 5µA) nên cũng có thể bá qua sụt áp trên R

3
(u
R3
= 0). Như vậy tô C sẽ phóng đến điện áp = 0 (Tại ωt = v
1
) và do Tr
l
vẫn
mở nên điện áp trên tô giữ nguyên giá trị bằng không cho đến thời điểm ωt =
2π. Thì suy ra U
đb
= 0 và bắt đầu chuyển sang dương. Đi ốt D lại được đặt
điện áp thuận nên D mở và Tr
1
lại khoá. Do vậy tụ C lại được nạp tương tù
như từ ωt = 0 và sự làm việc của sơ đồ lập lại như của chu kỳ vừa xét. Điện
áp răng cưa của đầu ra cũng chính là điện áp trên tụ C và dạng điện áp u
rc
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận
 24 
Đồ án tốt nghiệp  Trường ĐH Quy
Nhơn
được trình bày như hình III-2. So với sơ đồ này thì biên độ điện áp răng cưa
không phụ thuộc vào biên độ điện áp đồng bộ, dạng điện áp ra đã gần với
dạng răng cưa và độ dài sườn trước (giai đoạn nạp tụ) cũng đặt đến 180
0
điện.
GVHD: PGS.TS Võ Quang Lạp SVTH: Lê Đức
Thuận

 25 