Đồ án Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu điều khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập, điều chỉnh động cơ, có bảo vệ mất kích từ

Trường đại học bách khoa Hà Nội

MỤC LỤC.

LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................................2

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VÀ PHÂN TÍCH............................................................3

1.1. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập.................................3

1.2. Bộ chỉnh lưu.....................................................................................................................7

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH LỰC. ..............................................................9

2.1. Chọn mạch động lực. ...........................................................................................................9

2.2. Tính toán máy biến áp động lực.........................................................................................11

2.2.1. Tính toán điện áp chỉnh lưu không tải .........................................................................11

2.2.2. Tính toán thông sô máy biến áp. .................................................................................12

2.3. Tính chọn các thông số cơ bản của mạch lực.....................................................................12

2.3.1. Chọn van động lực. .....................................................................................................12

2.3.2. Chọn thyristor..............................................................................................................13

2.3.3. Bảo vệ quá điện áp cho van .........................................................................................13

2.4. Xác định phạm vi góc điều khiển.......................................................................................13

2.5. Chọn động cơ .....................................................................................................................14

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN..............................................14

3.1. Cơ sở lý thuyết điều khiển Thyristor..................................................................................14

3.2. Cấu trúc mạch điều khiển...................................................................................................16

3.3. Khâu đồng bộ.....................................................................................................................16

3.4. Khâu tạo răng cưa. .............................................................................................................17

3.5. Khâu so sánh ......................................................................................................................18

3.6. Khâu tạo xung chùm. .........................................................................................................20

3.7. Khâu khuếch đại tạo xung..................................................................................................21

CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG TRÊN PHẦN MỀM.......................................................................22

4.1. Mô phỏng trên proteus .......................................................................................................22

4.2. Mô phỏng trên Matlab........................................................................................................25

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................27

Đồ án II

1

Trường đại học bách khoa Hà Nội

LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc đổi mới công nghệp hóa hiện đại hóa đất nước, vấn đề áp

dụng khoa học kĩ thuật vào các quy trình sản xuất là vấn đề cấp bách hàng đầu.

Cùng với sự phát triển của một số ngành như điện tử, công nghệ thông tin……

ngành tự động hóa công nghiệp cũng đã phát triển vượt bậc. Tự động hóa các quy

trình sản xuất đang rất phổ biến, có thể thay thế sức lao động con người, đem lại

năng suất cao, chất lượng sản phẩm tốt.

Hiện nay, các hệ thống dây chuyền tự động trong các nhà máy, xí nghiệp được

sử dụng rất rộng rãi, vận hành có độ tin cậy cao. Vấn đề quan trọng trong các dây

chuyền sản xuất là điều chỉnh tốc độ động cơ, để nâng cao năng xuất.Với hệ truyền

động điện một chiều được ứng dụng nhiều trong các yêu cầu điều chỉnh cao, cùng

với sự phát triển không ngừng của kỹ thuật điện tử và kỹ thuật vi điện tử. Hệ

truyền động một chiều điều chỉnh đồng thời điện áp phần ứng động cơ và từ thông

đã trở thành giải pháp tốt cho các hệ thống có yêu cầu chất lượng cao.

Cùng với sự phát triển của ngành điện tử công suất ứng dụng động cơ điện một

chiều và công nghiệp là hết sức quan trọng. Việc sử dụng động cơ 1 chiều với

nhiều mục đích như để đảm bảo yêu cầu công nghệ của phụ tải. Để hiểu rõ được

vai trò của hệ truyền động điện, điện tử công suất và động cơ điện 1 chiều thông

qua môn đồ án II này, được sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Danh Huy với nội

dung chính của đề tài:

Thiết kế bộ nguồn chỉnh lưu điều khiển động cơ điện một chiều kích từ độc lập,

điều chỉnh động cơ, có bảo vệ mất kích từ.

Công suất định mức (kW) Điện áp định mức(V) Dải điều chỉnh Nguồn cấp

30

440

30:1

3x380;50Hz

Em xin chân thành cảm ơn sự tận tình giúp đỡ của thầy Nguyễn Danh Huy đã

hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đề tài này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 28,tháng 12, năm 2018.

Sinh viên thực hiện

LÊ VĂN NAM

Đồ án II

2

Trường đại học bách khoa Hà Nội

CHƯƠNG I: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ VÀ PHÂN TÍCH.

1.1. Phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều kích từ độc lập.

1.1.1. Động cơ một chiều kích từ độc lâp.

1.1.1.1. Động cơ một chiều kích từ độc lập gồm 2 phần chính là roto và stato.

- Phần stator (phần tĩnh): đó là phần đứng yên của máy, gồm các bộ phần như

cực từ chính, cực từ phụ, gông từ, chổi than , nắp máy.

+ Cực từ chính: là bộ phận sinh ra từ trường gồm lõi sắt cực từ và dây quấn

kích từ lồng ngoài lõi sắt cực từ. Lõi sắt cực từ được tạo thành từ những lá

thép kĩ thuật điện hay thép cacbon tán chặt. Dây quấn kích từ được quấn

bằng dây dồng bọc cách điện.

+Cực từ phụ: cực từ phụ là cực từ đặt giữa các cực từ chính. Lõi thép cảu

cực từ phụ được làm bằng thép khối.

+ Gông từ: gông từ là mạch từ dùng để nối liền các cực từ, đồng thời là vỏ

máy.

- Phần roto (phần động) : là phần chuyển động của động cơ, bao gồm lõi sắt

dây quấn, cổ góp và một số bộ phận khác.

+ Lõi sắt phần ứng: là lõi sắt dùng để dẫn từ, được làm từ những tấm thép

kĩ thuật điện, có phủ lớp cách điện mỏng giữa hai mặt.

+ Dây quấn phần ứng: là phần sinh ra suất điện động và có dòng chạy qua.

Dây quấn được làm bằng dây đồng có bọc cách điện.

+ Cổ góp: hay gọi là vành góp dùng để đổi dòng xoay chiều thành dòng

một chiều.

1.1.1.2. Nguyên lí làm việc:

- Khi nguồn điện một chiều có công suất không đủ lớn thì mạch điện phần

ứng và mạch kích từ mắc vào hai nguồn một chiều độc lập với nhau, lúc này

động cơ được gọi là động cơ kích từ độc lập.

Đồ án II

3

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 1.1: Sơ đồ nối dây của động cơ kích từ độc lập.

- Để tiến hành mở máy, đặt mạch kích từ vào nguồn U_kt, dây quấn kích từ sinh

ra từ thông Φ . Trong tất cả các trường hợp, khi mở máy bao giờ cũng phải

đảm bảo có Φ_maxtức là phải giảm điện trở của mạch kích từ R_ktđến nhỏ

nhất có thể. Cũng cần đảm bảo không xảy ra đứt mạch kích thích vì khi đó Φ

= 0, M = 0, động cơ sẽ không quay được, do đó E_ư=0 và theo biểu thức U =

E_ư+ R_ưI_ưthì dòng điện I_ưsẽ rất sớm làm cháy động cơ. Nếu momen do

động cơ điện sinh ra lớn hơn momen cản, roto bắt đầu quay và suất điện

động E_ưsẽ tăng lên tỉ lệ với tốc độ quay n. Do sự xuất hiện và tăng lên của

E_ư, dòng điện I_ưsẽ giảm theo, M giảm khiến n tăng chậm hơn. Tăng dần I_ư

bằng cách tăng U_ưhoặc giảm điện trở mạch điện phần ứng cho tới khi máy

đạt tốc độ định mức. Trong quá trình tăng I_ưcần chú ý không để lớn quá so

với I_đmđể không xảy ra cháy động cơ.

1.1.2. Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ:

1.1.2.1. Phương pháp thay đổi điện trở phụ.

- Phương pháp này người ta thường áp dụng để hạn chế dòng điện khởi động

và điều khiển tốc độ động cơ dưới tốc độ cơ bản. Tuy vậy nhương phương

pháp này điều khiển tốc độ không triệt để.

Đồ án II

4

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 1.2: Đặc tính điều chỉnh động cơ bằng cách thay đổi điện trở phụ.

1.1.2.2. Phương pháp thay đổi từ thông.

- Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnh

mômen điện từ của động cơ M = K.Φ.Iư và sức điện động quay của động cơ

E_ư= K.Φ.ω Mạch kích từ của động cơ là mạch phi tuyến nên hệ điều chỉnh

từ thông cũng là hệ phi tuyến:

e_k

d

dt

i_k=

+ ω_k

r_b r_k

Trong đó

r_k– điện trở dây quấn kích thích

r_b– điện trở của nguồn điện áp kích thích

ω_k– số vòng dây của dây quấn kích thích

Thường khi điều chỉnh điện áp phần ứng được giữ nguyên bằng giá trị

định mức, do đó đặc tính cơ thấp nhất trong vùng điều chỉnh từ thông chính

là đặc tính có điện áp phần ứng định mức, từ thông định mức và được gọi là

đặc tính cơ bản.

Đồ án II

5

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 1.3:Đặc tính điều chỉnh động cơ bằng cách thay đổi từ thông.

(K)²

R_u

Vì

β_{Φ =}

nên độ cứng đặc tính cơ giảm rất nhanh khi ta giảm từ

thông để tăng tốc độ cho động cơ

1.1.2.3. Phương pháp thay đổi điện áp phần ứng.

- Khi thay đổi điện áp đặt vào phần ứng động cơ ta được một họ đặc tính cơ

song song với đặc tính cơ tự nhiên.

Hình 1.4: Đặc tính điều chỉnh động cơ bằng thay đổi điện áp.

Đồ án II

6

Trường đại học bách khoa Hà Nội

- Ta thấy rằng khi thay đổi điện áp ( giảm áp ) thì mômen ngắn mạch, dòng

điện ngắn mạch giảm và tốc độ động cơ cũng giảm ứng với một phụ tải nhất

định. Do đó phương pháp này cũng được dùng để điều chỉnh tốc độ động cơ

và hạn chế dòng điện khi khởi động

1.2. Bộ chỉnh lưu.

1.2.1. Mạch chỉnh lưu tia ba pha.

T1

T2

T3

L1

R1

Hình 1.6: Sơ đồ chỉnh lưu tia ba pha.

Nhận xét: Chỉnh lưu tia ba pha cần có biến áp nguồn để đưa điểm trung tính

ra tải. Công suất máy biến áp này hơn công suất một chiều 1,35 lần, tuy

nhiên sụt áp trên mạch van nhỏ nên thích hợp trong phạm vi điện áp thấp. Vì

sử dụng nguồn ba pha nên cho phép nâng công suất tải lên nhiều. Mặt khác

độ đập mạch ra sau chỉnh lưu cũng giảm đáng kể nên kích thước bộ lọc cũng

nhỏ đi nhiều.

1.2.2. Mạch chỉnh lưu cầu ba pha.

Đồ án II

7

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 1.1: sơ đồ dạng sóng của chỉnh lưu cầu 3 pha.

- Các van nhóm lẻ thay nhau dẫn cho điện áp ở điểm katốt chung U_KC, các van

nhóm chẵn thay nhau dẫn cho điện áp ở điểm anốt chung U_AC.

- Công thức:

6

푈_푑훼

퐼_푑

3

푈_푑훼= 푈_푑0cos 훼 =

푈₂cos 훼 , 퐼_푑=

, 퐼_푡푏=

,

휋

푅_푑

3

6

푈₂, 푆_푏푎= 1,05푃_푑, 퐼₂= 0.816푃_푑.

푈_{푛푔.푚푎푥}

=

Đồ án II

8

Trường đại học bách khoa Hà Nội

- Nhận xét: chỉnh lưu cầu ba pha là loại được sử dụng rộng rãi nhất vì ưu

điểm lớn hơn cả. Nó cho phép đấu thẳng vào điện lưới 3 pha, độ đập mạch

nhỏ hơn 5%. Nếu có sử dụng máy biến áp thì gây méo lưới điện ít hơn các

loại khác. Đồng thời công suất mạch chỉnh lưu này có thể lớn đến hang trăm

kW. Nhược điểm là sụt áp trên van lớn gấp đôi so với sụt áp trên van của sơ

đồ hình tia.

- Chọn mạch van:

Theo đề bài P_d= 30 (kW), U_dm=440 V.

P_d= 30 > 5 (kW) ta nên chọn sơ đồ ba pha.

U_dmcao nên ta nên chọn sơ đồ cầu

 Như vậy: Ta sẽ chọn mạch lực là chỉnh lưu sơ đồ cầu 3 pha có điều

khiển.

CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH LỰC.

2.1. Chọn mạch động lực.

Như đã trình bày ở chương II, em chọn mạch động lực là chỉnh lưu cầu 3 pha

có điều khiển.

Sơ đồ mạch lực như hình dưới:

Đồ án II

9

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 2.1: Sơ đồ mạch lực.

Đồ án II

10

Trường đại học bách khoa Hà Nội

2.2. Tính toán máy biến áp động lực.

➢ Chọn máy biến áp ba pha sơ đồ đấu dây Y/Y₀, làm mát bằng không khí tự

nhiên.

2.2.1. Tính toán điện áp chỉnh lưu không tải.

U = U = U + U + U + U

∆

X

do

d,kt

d

v

R

Trong đó: U_d:Điện áp chỉnh lưu yêu cầu.

U : sụt áp trên van.

∆

v

U : sụt áp trên điện trở thuần.

R

U : sụt áp gây bởi hiện tượng chuyển mạch.

X

U_d= 440V

Sụt áp trên van: U = 1,5 (V), với sơ đồ cầu bap ha là: 2 U = 3(V).

∆

v

Điện áp chỉnh lưu: U_d,kt= 2,34 U₂.

Công suất một chiều trên tải: P_d= 30 (kW) = U_d,ktI_d.

S = 1,05P =31,5 (kW).

→

ba

d

Chọn sụt áp tương đối trên điện trở dây cuốn: e_R=4%.

Sụt áp tương đối trên điện kháng tản: e_X= 7%.

Sụt áp trên điện trở là:

3푈²₂

3(푈_푑0/2.34)²

1.05푈_푑0퐼_푑

∆푈_푅= 2푅_푎퐼_푑= 2 푒_푅

퐼_푑= 2 푒_푅

퐼_푑= 1,044푒_푅푈_푑0.

푆_푏푎

Sụt áp chuyển mạch là:

푋_푎퐼_푑

휋

3

3푈²₂

3

퐼_푑= 푒_푋

휋

3(푈_푑0/2.34)²

1.05푈_푑0퐼_푑

∆푈_푋= 6

=

푒_푋

퐼_푑= 0,497 푒_푋푈_푑0.

푆_푏푎

휋

Đồ án II

11

Trường đại học bách khoa Hà Nội

푈_푑+ 2∆푈_푣440 + 3

⇒ 푈_푑0=

=

1 ― (1,044푒_푅+ 0.497푒_푋)

= 479,72 (푉).

1 ― (1,044 ∗ 0,04 + 0.497 ∗ 0,07)

30000

⇒ 푃_푑= 푈_푑퐼_푑= 30 (푘푊)⇒퐼_푑=

= 62,53(퐴).

479,72

2.2.2. Tính toán thông sô máy biến áp.

- Công suất : S_ba=1,05 P_b=1,05 * 30 =31,5 (kW).

- Điện áp thứ cấp: U₂= U_d0/ 2,34 = 479,72 / 2,34 = 205 (V).

- Điện áp thứ cấp MBA: U₁= 380 (V).

- Hệ số máy biến áp:

푈₁380(1 ― 15%)

푘_푏푎=

=

= 1,575.

푈₂

205

- Giá trị dòng hiệu dụng thứ cấp MBA: I₂= 0,816 I_d= 51,02 (A).

- Giá trị dòng hiệu dụng sơ cấp MBA : I₁= I₂/ k_ba= 32,396 (A).

2.3. Tính chọn các thông số cơ bản của mạch lực.

2.3.1. Chọn van động lực.

- Dòng trung bình qua van là: I_v= I_d/3 =20,84 (A).

- Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van, tính tới trường hợp điện áp nguồn lên cao

nhất (hơn 10% định mức ) là:

푈_푑0

푈_{푛푔.푚푎푥}= 1,1 푈^푚_2,,1= 1,1 푈_2,1= 1,1 푈₂= 1,1

= 552,38

2

6

2,34

Giả sử điều kiện làm mát tự nhiên, van gắn lên tản nhiệt:

Chọn van có dòng cho phép ít nhất là: 62,53 (V).

⇒

Van chọn có hệ số dự trữ quá điện áp k_u=2.

Tức U_max> 2U_ng.max=2* 552,38 = 1104,72(V).

2.3.2. Chọn thyristor.

Đồ án II

12

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Với các thông số về dòng và áp ta chọn Thyristor T10_80 ( theo bảng 2.2.1

trang 429 sách hướng dẫn thiết kế điện tử công suất ), có các thông số sau:

- Dòng trung bình tối đa cho phép qua van: I_tb= 80(A).

- Dòng điện đỉnh: I_đỉnh= 1200(A).

- Dòng điện rò khi van ở trạng thái khóa: I_rò= 6(A).

- Điện áp tối đa mà van chịu được: U_max=1200(V).

- Tốc độ tăng điện áp thuận max: d / d = 1000(V/ s).

휇

u

t

- Thời gian phục hồi tính chất khóa của van: t = 100( s).

휇

ph

- Giá trị tốc độ tăng dòng: d / d = 150(A/ s).

휇

i

t

- Sụt áp thuận cho van: U = 2,7 (V).

∆

- Dòng điều khiển: I_đk= 150(mV).

- Điện áp điều khiển nhỏ nhất đám bảo mở van: U_đk= 4(V).

2.3.3. Bảo vệ quá điện áp cho van.

Bảo vệ quá điện áp do trong quá trình đóng cắt các thyristor được bảo vệ bằng

cách mắc R- C song song với thyristor. Khi có sự chuyển mạch, các điện tích tụ

trong các lớp bán dẫn phóng ra ngoài tạo dòng điện ngược trong khoảng thời

gian ngắn, sự biến thiên nhanh chóng của dòng điện tạo ra suất điện động cảm

ứng rất lớn trong các điện cảm, làm cho quá điện áp giữa anot và katot trên

thyristor. Khi có R-C mắc song song với thyristor tạo ra mạch vòng phòng điện

tích trong quá trình chuyển mạch nên thyristor không bị quá điện áp.

Ta chọn thông số R và C như sau: R = 5 – 30 ( )

Ω

1

C = 0,25 - 4 ( )

휇퐹

1

2.4. Xác định phạm vi góc điều khiển.

- Chọn góc mở cực tiểu :

với góc mở này là góc dự trữ ta có thể

훼_푚푖푛= 10 °

bù được sự giảm điện áp lưới.

- Khi góc mở nhỏ nhất

thì điện áp trên tải là max.

훼 = 훼_푚푖푛

Đồ án II

13

Trường đại học bách khoa Hà Nội

푈_{푑 푚푎푥}= 푈_푑0cos 훼_푚푖푛

- Khi góc mở lớn nhất thì điện áp trên tải là min.

훼 = 훼_푚푎푥

푈_{푑 푚푖푛}= 푈_푑0cos 훼_푚푎푥

- Từ đó ta có:

푈_{푑 푚푎푥}

푈_{푑 푚푖푛}

cos 훼_푚푖푛

cos 훼_푚푎푥

cos 10

휔_푚푎푥

휔_푚푖푛

=

= 퐷

cos 10

30

cos 훼_푚푖푛

cos 훼_푚푎푥

=

→ 훼_푚푎푥= cos^―1

= 88°

퐷

30

2.5. Chọn động cơ.

- Ta chọn động cơ có sẵn trong phần mềm matlab, có thông số như sau:

+ Công suất: P = 5 HP.

+ Điện áp: U = 500V.

+ Tốc độ quay: n = 1750 (vòng/p).

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN MẠCH ĐIỀU KHIỂN.

3.1. Cơ sở lý thuyết điều khiển Thyristor.

Thyristor chỉ được mở cho dòng điện chạy qua khi có điện áp dương đặt lên

cực anode và có xung điện áp dương đặt vào cực điều khiển, sau khi Thyristor đã

mở thì xung điều khiển không còn tác dụng nữa, dòng điện chạy qua Thyristor do

thông số của mạch động lực quyết định và Thyristor sẽ khóa khi dòng điện chạy

qua nó bằng 0, muốn mở lại ta phải cấp xung điều khiển lại.

Do đó, với điện áp hình sin, tùy thuộc vào thời điểm cấp xung điều khiển mà

ta có thể khống chế được dòng điện Thyristor. Để thực hiện được các đặc điểm này

ta có thể dùng 2 nguyên tắc sau:

- Nguyên tắc điều khiển ngang.

- Nguyên tắc điều khiển dọc.

Hiện nay điều khiển Thyristor trong sơ đồ chỉnh lưu, người ta thường dùng

nguyên tắc điều khiển dọc, nên em sử dụng phương pháp này để thiết kế mạch điều

khiển.

Đồ án II

14

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Nội dung của phương pháp này:

Hình 3.1: Sơ đồ cấu trúc nguyên tắc điều khiển ngang.

Sơ đồ cấu trúc và đồ thị minh họa như hình. Ở đây, U_tựatạo ra điện áp tựa có

dạng cố định( thường là dạng răng cưa), theo chu kì do nhịp đồng bộ của U_db.

Khâu so sánh SS xác định điểm cân bằng của hai điện áp U_tựavà U_đkđể phát động

khâu tạo xung TX. Như vậy trong nguyên tắc này thời điểm phát xung hay góc mở

van thay đổi do sự thay đổi của trị số U_đk.

Hình 3.2: hình minh họa.

3.2. Cấu trúc mạch điều khiển.

Mạch điều khiển bao gồm các khâu cơ bản sau:

Đồ án II

15

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 3.3: Cấu trúc mạch điều khiển.

3.3. Khâu đồng bộ.

- Chọn mạch đồng bộ hai nữa chu kì:

Hình 3.4: Sơ đồ mạch đồng pha.

Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kì có điểm giữa dùng điôt D1, D2 và tải cho chỉnh

lưu là điện trở R₀. Điện áp chỉnh lưu U_clsau khi được tạo ra thì đưa tới cực (+) của

Opam để so sánh với 0 ( vì cực ( - ) của opam nối đất ).

Nếu U_cl> 0 thì U_dbbằng điện áp bão hòa (U_bh).

Nếu U_cl> 0 thì U_dbbằng điện áp bão hòa âm (-U_bh).

Đồ án II

16

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Điểm giao nhau của U_clvà 0 là điểm chuyển trạng thái của điện áp ra.

Dạng điện áp ra được mô phỏng trên phần mềm proteus.

⇒

3.4. Khâu tạo răng cưa.

Hình 3.5: Mạch tạo răng cưa.

- Hoạt động:

+

―

+ Khi U < 0 thì D3 dẫn ; Do

푈_푂퐴2= 푈_푂퐴2= 0 ⇒ 푈_퐶1= 푈_푟푐

db

U_R4= U_dbU = U

⇒

db

C1

Khi C_nạpđạt đến ngưỡng của điôt ốn áp Dz thì nó thông giữ điện áp ra ở vị trị

số ổn áp này ( nếu không có Dz U tăng đến +U ).

⇒

C

db

+ Khi U > 0 thì D3 khóa Tụ được phóng U giảm đến 0 và Dz giữ U ở

⇒

db

C

giá trị

- 0,7.

≈

- Tính toán:

Đồ án II

17

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Chu kì: T = 1 / f = 0,02 (s) = 20 (ms).

Chọn OA loại TL082. Phạm vi góc điều khiểu 168 độ.

―3

168 × 10 × 10

Thời gian tụ C phóng: t =

= 9,33 (ms).

⇒

p

180

Chọn điốt ổn áp BZX79C có U_DZ= 10 (V).

Chọn tụ C = 220 (nF).

12 × 9,33 × 10^―3

10 × 220 × 10^―9

퐸 푡_푝

⇒ 푅₆=

=

= 50,9 × 10³(Ω).

푈_퐷푍

퐶

Chọn R = 51k nối tiếp biến trở P1 = 8k.

⇒

6

Thời gian tụ C nạp: t_n= T/2 – t_p= 10 – 9,33 = 0,67 (ms).

Điện áp bão hòa của OA: U_db= E – 1,5 = 12 – 1,5 = 10,5 (V).

푈_푏ℎ― 0,7

10,5 ― 0,7

⇒푅₄<

=

= 2,79 × 10³(Ω)

0,22 × 10^―6× 10

12

51 × 10³

퐶 푈_퐷푧

푡_푛

퐸

푅₃

+

0,67 10^―3

Nên chọn R = 1 (k ).

Ω

4

Dạng xung răng cưa được mô phỏng tròn phần mềm Proteus.

⇒

3.5. Khâu so sánh.

- Chức năng: So sánh điện áp điều khiển với điện áp tựa để xác định thời điểm

phát xung điều khiển Xác định góc điều khiển

⇒

훼

- Khâu so sánh có thể thực hiện bằng phần tử như transistor, hay khuếch đại

thuật toán OA.

- Ta sử dụng phần tử OA vì cho phép đảm bảo độ chính xác cao nhất là dùng

OA chuyên dụng coparator, có giá thành hạ, không cần chỉnh định phức tạp.

- So sánh dùng OA kiểu hai cửa:

Đồ án II

18

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 3.6: Mạch so sánh.

Hai điện áp cần so sánh được đưa tới hai cực khác nhau của OA.

Trong trường hợp trên U_đk= U⁺, U_tựa= U ^–

Nếu U_đk> U_tựaU = +U .

⇒

ra

bh

Nếu U_đk< U_tựaU = - U .

⇒

ra

bh

- Tính chọn van:

Chọn Opam loại TL082.

Chọn điện trở R₁= 10k , R₂=10k.

U_dk= 4 (V).

Dạng xung so sánh được mô phỏng tròn phần mềm Proteus.

⇒

3.6. Khâu tạo xung chùm.

- Để tạo được xung chùm ta tạo xung dao động rồi cho kết hợp với xung

đồng pha.

- Tạo dao động xung: ta dùng Opam tạo xung dao động , Opam được sử dụng

như bộ so sánh hai cửa.

- Để kết hợp giữa dao đông xung và xung đồng pha ta dùng cổng AND.

Đồ án II

19

Trường đại học bách khoa Hà Nội

Hình 3.7: Mạch tạo xung chùm.

- Hoạt động của mạch dao động xung:

+ Tụ C liên tục được phóng – nạp làm cho Opam đảo trạng thái, mỗi lần

điện áp trị số của bộ chia điện áp R₁, R₂.

+ Tổng trở bộ phân áp ( R₁+ R₂)

20 (k ).

Ω

≈

+ Dùng tần số cao để tạo xung ( f_xc= 6 – 12 kHz ).

- Chọn thông số mạch dao động xung:

Mạch tạo xung chùm có tần số:

1

푓 =

=

= 5 (퐾푧).

2푡_푥2 × 100 × 10^―6

1

→푇 = =

= 200(휇푠).

푓

5 × 10³

Chọn C

10 (nF) , R = 5 (k ) , R = 15 (k ) , R =10 (k ).

Ω Ω Ω

≈

1

2

3

Chọn loại Opam là TL082.

Dạng xung chùm được mô phỏng tròn phần mềm Proteus.

⇒

Đồ án II

20