Đang tải... (xem toàn văn)
điều áp xoay chiều một pha
Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất Lời nói đầu *** §iƯn tử công suất môn học hay lý thú, hút đợc nhiều sinh viên theo đuổi, tìm hiểu tiện ích khả ứng dụng mạnh mẽ mà mang lại cho phát triển nhiều ngành, đặc biệt điện tự động hoá Là sinh viên chuyên nghành điện tự động, chúng em muốn đợc tiếp cận hiểu sâu môn điện tử công suất, đồ án môn học chế tạo sản phẩm điều kiện tốt giúp chúng em kiểm chứng đợc lý thuyết đà đợc học Trong đồ án điện tử công suất lần này, chúng em đà đợc thầy giáo Nguyễn Trung Thành giao đề tài Thiết kế chế tạo điều áp xoay chiỊu mét pha” Sau thêi gian nghiªn cøu, chóng em đà chế tạo thành công điều khiển điện áp xoay chiều đáp ứng đợc yêu cầu đề tài Trong suốt thời gian thực đề tài, chúng em đà gặp số vớng mắc lý thuyết khó khăn việc thi công sản phẩm Tuy nhiên, chúng em đà nhận đợc giải đáp hớng dẫn kịp thời thầy Nguyễn Trung Thành, góp ý kiến bạn sinh viên lớp Đựơc nh chúng em xin chân thành cảm ơn mong muốn nhận đợc nhiều giúp đỡ, bảo thầy, bạn đồ án sau Trân trọng Nhóm sinh viên: Nguyễn Đức Thành Lơng Viết Mạnh Nguyễn Tài Thạnh Mục lục Phần I sở lý thuyết 1.1 Giới thiệu điều áp xoay chiều3 1.2.Bộ điều áp xoay chiều pha Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trêng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất 1.2.1Giới thiệu số sơ đồ mạch động lực3 1.2.2 Giới thiệu phần tử bán dẫn triac 1.2.3 Điều áp xoay chiều pha ứng với loại tải Phần ii lựa chọn sơ đồ thiết kế 2.1 Chọn mạch động lực.13 2.2 Chọn mạch điều khiển.13 Phần Iii Lựa chọn khâu mạch điều khiển 3.1 Khâu đồng tạo xung ca 16 3.2.Khâu so sánh .16 3.3 Khâu khuếch đại tạo xung .17 3.4 Giới thiệu khảo sát vi mạch tca785 .18 Phần iv tính toán thiết kế chế tạo mô hình 4.1 Tính chọn van động lực.23 4.2 Chọn thiết bị bảo vệ 24 4.3 TÝnh chọn mạch điều khiển 26 4.3 Chế tạo hộp thiết bị 28 Kết luận Phần I sở lý thuyết 1.1 Giới thiệu điều áp xoay chiều Các biến đổi điện áp xoay chiều dùng để biến đổi điện áp hiệu dụng đặt lên tải Nguyên lý biến đổi dùng phần tử van bán dẫn nối tải với nguồn khoảng thời gian t lại cắt mét kho¶ng thêi gian t0 theo mét chu kú lặp lại T Bằng cách thay đổi độ rộng t hay t0 khoảng T ta thay đổi đợc giá trị điện áp trung bình tải Nguyên lý có u điểm điều chỉnh điện áp phạm vi rộng vô cấp, hiệu suất cao tổn thất phân tử điện tử công suất nhỏ Điều áp xoay chiều Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất thờng đợc sử dụng điều khiển chiếu sáng, đốt nóng, khởi động mềm điều chỉnh tốc độ quạt gió máy bơm Phân loại: Dựa vào số pha nguồn cấp mà ta có điều chỉnh điện áp khác Điều áp xoay chiều pha, Điều áp xoay chiều ba pha 1.2.Bộ ®iỊu ¸p xoay chiỊu mét pha 1.2.1 Giíi thiƯu mét số sơ đồ mạch động lực Hình giới thiệu số mạch điều áp xoay chiều pha Hình 1a điều áp xoay chiều điều khiển cách mắc nối tiếp với tải điện kháng hay điện trở phụ (tổng trở phụ ) biến thiên Sơ đồ mạch điều chỉnh đơn giản dễ thực Tuy nhiên, mạch điều chỉnh kinh điển đợc dùng, hiệu suất thấp (nếu Zf điện trở ) hay cos thấp(nếu Zf điện cảm ) Zf U1 TBB§ U2 i Z a U1 i Z U2 U1 b i Z U2 C Hình Các phơng án điều áp pha Ngời ta dùng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh điện áp xoay chiều U nh hình 1b Điều chỉnh biến áp tự ngẫu có u điểm điều chỉnh điện áp U2 từ đến trị số bất kì, lớn hay nhỏ điện áp vào Nếu cần điện áp có điều chỉnh, mà vùng điều chỉnh lớn điện áp vào, phơng án phải dùng biến áp tất yếu Tuy nhiên, dòng tải lớn, sử dụng biến áp tự ngẫu để điều chỉnh, khó đạt đợc yêu cầu nh mong muốn, đặc biệt không điều chỉnh liên tục đợc, chổi than khó chế tạo để tiếp xúc vòng dây biến áp Hai giải pháp điều áp xoay chiều hình 1a,b có chung u điểm điện áp hình sin, đơn giản Có chung nhợc điểm quán tính điều chỉnh chậm không điều chỉnh liên tục dòng tải lớn Sử dụng sơ đồ bán dẫn để điều chỉnh xoay chiều, khắc phục đợc nhợc điểm vừa nêu Các sơ đồ điều áp xoay chiều bán dẫn hình 1c đợc sử dụng phổ biến Lựa chọn sơ đồ sơ đồ tuỳ thuộc dòng điện, điện áp tải khả cung cÊp c¸c linh kiƯn b¸n dÉn Cã mét sè gợi ý lựa chọn sơ đồ hình 1c nh sau: Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc hien:pham dinh giap Page Trêng §HSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: §iƯn Tư C«ng St T1 T U1 T1 a Z U1 Z T2 b D1 D2 D1 D2 T T2 Z U1 U1 c D4 D3 Z d H×nh Sơ đồ điều áp xoay chiều pha bán dÉn a b»ng hai tiristor song song ngỵc; b b»ng triac; c b»ng mét tiristor mét diod; d b»ng diod tiristor Sơ đồ kinh điển hình 2.A thờng đợc sử dụng nhiều hơn, điều khiển đợc với công suất tải Hiện Tiristor đợc chế tạo có dòng điện đến 7000A, việc điều khiển xoay chiều đến hàng chục nghìn ampe theo sơ đồ hoàn toàn đáp ứng đợc Tuy nhiên, việc điều khiển hai tiristor song song ngợc có chất lợng điều khiển không tốt lắm, đặc biệt cần điều khiển đối xứng điện áp, cung cấp cho tải đòi hỏi thành phần điện áp đối xứng (chẳng hạn nh biến áp hay động xoay chiều) Khả đối xứng điện áp tải điều khiển linh kiện mạch điều khiển tiristor gây nên sai số Điện áp tải thu đợc gây đối xứng nh so sánh hình 3b Điện áp dòng điện không đối xứng nh hình 3.b cung cấp cho tải, làm cho tải có thành phần dòng điện chiều, cuộn dây bị bÃo hoà, phát nóng bị cháy Vì việc định kì kiểm tra, hiệu chỉnh lại mạch việc nên thờng xuyên làm sơ đồ mạch Tuy vậy, dòng điện tải lớn sơ đồ tối u cho việc lựa chọn U U Tả i Giáo viên hớng dÉn:Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuca Page t hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất UTả i U t b điện áp điều khiển a- Mong Hình Hình dạng đờng cong muốn b- Không mong muốn Để khắc phục nhợc điểm vừa nêu vỊ viƯc ghÐp hai tiristor song song ngỵc, triac đời mắc theo sơ đồ hình 2.B Sơ đồ có u điểm đờng cong điện áp gần nh mong muốn nh hình 3.a, có u điểm lắp ráp Sơ đồ mạch đợc sử dụng phổ biến công nghiệp Tuy nhiên triac đợc chế tạo với dòng điện không lớn (I < 400A), nên với dòng điện tải lớn cần phải ghép song song triac, lúc phức tạp lắp ráp khó điều khiển song song Những tải có dòng điện 400A sơ đồ hình 2.B dùng Sơ đồ hình 2.C có hai tiristor hai điốt đợc dùng để nối cực điều khiển đơn giản, sơ đồ đợc dùng điện áp nguồn cấp lớn (cần phân bổ điện áp van, đơn nh việc mắc nối tiếp van) Sơ đồ hình 2D trớc thờng đợc dùng, cần điều khiển đối xứng điện áp tải, có tiristor mạch điều khiển nên việc điều khiển đối xứng điện áp dễ dàng Số lợng tiristor hơn, có u điểm van điều khiển Tuy nhiên, việc điều khiển theo sơ đồ dẫn đến tổn hao van bán dẫn lớn, làm hiệu suất hệ thống điều khiển thấp Ngoài ra, tổn hao lợng nhiệt lớn làm cho hệ thống làm mát khó khăn 1.2.2 Giới thiệu phần tử bán dẫn triac 1.2.2.a Cấu tạo ký hiệu E2 P2 N3 B1 (+) (-) G (-) (+) N2 T , N1 J1 P2 E1.2 J3 J2 N1 T1 N2 P1 (-) (+) B2 G P1 T2 T Hình 4: Cấu tạo ký hiệu triac Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trêng §HSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất Triac linh kiện bán dẫn tơng tự nh hai Thyristor mắc song song ngợc, nhng có cực điều khiển Triac thiết bị bán dẫn ba cực, bốn lớp Có thẻ điều khiển cho mở dẫn dòng xung dơng (dòng vào cực điều khiển) lẫn xung dong âm (dòng khỏi cực điều khiển) Tuy nhiên xung dòng điều khiển âm có độ nhạy hơn, nghĩa mở Triac cần dòng điều khiển âm lớn so với dòng điểu khiển dơng Vì thực tế để đảm bảo tính đối xứng dòng điện qua Triac sử dụng dòng điều khiển âm tốt 1.2.2.b Nguyên lý hoạt động Có tổ hợp điện mở Triac cho dòng chảy qua: B2 + + - G + + Trờng hợp MT2 (+), G(+) Thyristor T mở cho dòng chảy qua nh Thyristor thông thờng Trờng hợp MT2 (-), G(-) Các điện tử từ N2 phóng vào P2 Phần lớn bị trờng nội EE1 hút vào, điện áp đợc đặt lên J2 khiến choBarie cao đến mức hút vào điện tích thiểu số(các điện tử P1) làm động chúng đủ lớn để bẻ gÃy liên kết nguyên tử Sillic vùng Kết phản ứng dây chuyền T mở cho dòng chảy qua 1.2.2.c Đặc tính V-A Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trêng §HSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử + Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất I U O Hình 5: Đặc tuyến V-A triac Triac có đờng đặc tính V-A đối xứng nhận góc mở hai chiều 1.2.3 Điều áp xoay chiều pha ứng với loại tải Hai tiristor đấu song song ngợc cho phép điều chỉnh dòng điện xoay chiều Vì anôt T1 nối với catot T2 anôt T2 nối với catôt T1 nên mạch điều khiển thiết phải dùng biến áp xung có hai cuộn dây thứ cấp cách li với Các điôt dùng để khoá chặt xung âm T1 T2 UT i1 T1 i2 UN UT T2 UC R L Hình 6: Sơ đồ điều áp xoay chiều pha Giả thiết điện ¸p nguån : v = Vsin t 1.2.3.1 Trêng hợp tải trở Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trêng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất Khi T1 mở phần nửa chu kỳ dơng điện áp nguồn điện đặt lên mạch tải, T2 mở phần nửa chu kỳ âm v đợc đặt lên mạch tải Góc mở đợc tính từ điểm qua giá trị điện áp nguồn v Dòng điện tải: V sin R i= , víi + 2 Thành phần sóng dòng điện tải I lệch chậm sau điện áp nguồn v góc Điều nói lên rằng, trờng hợp tải trở, lới điện xoay chiều phải cung cấp lợng công suất phản kháng Giá trị hiệu dụng điện áp tải: ( 2V sin ) 2.d Uc = = V sin 2 Giá trị hiệu dụng dòng tải: V R Ic = sin 2 ( ) Công suất tác dụng cung cấp cho mạch tải: P = UcIc = ( V ).( R 2 2 sin 2 ) Nh cách làm biến đổi gãc tõ ®Õn , ngêi ta co thể điều chỉnh đợc công suất tác dụng từ giá trị cực đại P =( V ) đến R 1.2.3.2 Trờng hợp tải L, cảm Khi = cho xung mở T1 Dòng điện tải i tăng dần lên đạt giá trị cực đại, sau giảm xuống đạt giá trị = Khi tiristor T1 mở, ta có phơng trình: L di = i= - V cos +I0 dt L Vsin t H»ng sè tÝch ph©n I0 đợc xác định : = i=0 Cuối nhận đợc biểu thức dòng điện t¶i i= V L (cos - cos ) Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất Góc đợc xác định cách thay = đặt i=0 = - Khi = + cho xung mở T2 Để sơ đồ làm việc đợc nghiêm chỉnh tải cảm thoả mÃn + Do góc phải lằm giới hạn Thành phần sóng lệch chéo Sau điện áp nguồn v góc độc lập với góc Giá trị hiệu dụng dòng điện tải Ic = V L 2( )(2 cos 2 ) sin 2 Công suất mạch tải tiêu thụ công suất phản kháng 1.2.3.3 Trờng hợp tải R + L Hình7: Hình dáng dòng điện điện áp tải R-L Khi tiristor T1 mở có phơng trình: L di + Ri = dt i= 2 sin t V R (L) sin( )+ R Ae- L Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất Hằng dạng số tích phân A đợc xác định : Khi i = Biểu thức dòng tải i có d¹ng: i= V 2 R (L) [ sin( ) - sin( )e tg ] Biểu thức khoảng đến Góc đợc thay đổi cách thay đặt i= Sin( )- sin( ).e- tg =0 Trong biĨu thøc trªn: tg = L R Tiristor T1 phải đợc khoá lại trớc cho xung mở T2, không mở đợc T2, tức Để thoả mÃn điều kiện ta phải có: Hình 8: Hình dáng dòng điện điện áp tải trở cảm Điều nói lên rằng, trờng hợp tải trở, lới điện xoay chiều phải cung cấp lợng công suất phản kháng Giá trị hiệu dụng điện áp tải: ( 2V sin ) 2.d Uc = = V sin 2 Giá trị hiệu dụng dòng tải: Ic = V R ( sin 2 ) Công suất tác dụng cung cấp cho mạch tải: Giáo viên hớng dẫn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 10 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử P = UcIc = ( V ).( R 2 sin 2 Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất ) Nh cách làm biÕn ®ỉi gãc tõ ®Õn , ngêi ta điều chỉnh đợc công suất tác dụng từ giá trị cực đại P =( V ) đến R Phần ii lựa chọn sơ đồ thiết kế 2.1 Chọn mạch động lực Với yêu cầu đề tài thiết kế điều áp xoay chiều cho động (tải R+L) nên chúng em chọn sơ đồ dùng TRIAC để điều khiển sơ đồ dùng Triac có lợi điểm sau: - Công suất tải không lớn nên Triac đáp ứng đầy đủ công suất đáp ứng - Mạch điều khiển Triac đơn giản - Giá thành rẻ, vận hành đơn giản 2.2 Chọn mạch điều khiển Điều khiển Triac sơ đồ chỉnh lu có nhiều phơng pháp khác thờng gặp điều khiển theo nguyên tắc thẳng đứng tuyến tính Theo nguyên tắc để điều khiển góc mở Triac ta tạo điện áp tựa dạng tam giác (điện áp tựa ca Urc) Dùng điện áp chiều Uđk để so sánh với điện áp tựa Tại thời điểm hai điện áp nhau(Uđk= Urc) Trong vùng điện áp dơng anot phát xung điều khiển cuối bán kỳ (hoặc tới dòng điện 0) Để thực ý đồ mạch điều khiển bao gồm khâu bản: Khầu đồng Khầu so sánh Tạo xung & khuyếch đại Van động lực Hình 9: Sơ đồ khối khâu mạch điều khiển * Nhiệm vụ khâu sơ đồ khối nh sau: Khâu đồng bộ: Có nhiệm vụ tạo điện áp tựa Urc tuyến tính trùng pha với điện áp Anot (cực G) Thyristor (triac) Khâu so sánh: Nhận tín hiệu điện áp tựa điện áp điều khiển Có nhiệm vụ so sánh điện áp tựa với điện áp điều khiển U đk Tìm thời điểm hai điện áp Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 11 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất nhau(Uđk= Urc) Tại thời điểm hai điện áp phát xung điều khiển đầu để gửi sang tầng tạo xung khuếch đại xung Khâu tạo xung va khuếch đại xung: Có nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Triac Xung để mở Triac cần có yêu cầu: Sờn trớc dốc thẳng đứng để ®¶m b¶o më Triac tøc thêi cã xung ®iỊu khiển (Thờng gặp xung kim xung chữ nhật) ®đ ®é réng (víi ®é réng xung lín h¬n thêi gian mở củacTriac) Cách ly mạch điều khiển mạch động lực (nếu điện áp động lực lớn) đủ công suất 2.2.1 Nguyên lý hoạt động Tín hiệu điện áp cung cấp cho mạch điều khiển đợc đa đến khối đồng pha Đầu khối có điện áp thờng hình sin tần số lệch pha góc xác định so với điện áp nguồn Điện áp gọi điện áp đồng Vđb Đầu mạch phát điện ca ta có điện áp ca đồng tần số góc pha với điện áp đồng Các điện áp gọi điện áp ca Vrc Điện áp ca Vrc đợc đa vào đầu vào khối so sánh Tại có tín hiệu khác điện áp chiều điều chỉnh lấy từ Hai tín hiệu đợc mắc với cực tính cho tác động chúng lên mạch so sánh ngợc chiều Khối so sánh làm nhiệm vụ so sanh hai tín hiệu Tại thời điểm hai tín hiệu tín hiệu đầu khối so sánh xung xuất với chu kỳ Vrc Xung ca có hai sờn có sờn mà đầu khối so sánh xuất xung điện áp sờn sờn sử dơng VËy ta cã thĨ thay ®ỉi thêi ®iĨm xung xuất đầu khối so sánh cách thay đổi Vđk giữ nguyên dạng Vrc Trong mét sè trêng hỵp xung khèi so sánh đợc đa đến đầu cực thiết bị cần điều khiển nhng đa số trờng hợp tín hiệu khối so sánh cha đủ yêu cầu cần thiết Ngời ta phải thực việc khuếch đại thay đổi lại hình dáng xung Các nhiệm vụ đợc thực hiên mạch gọi mạch xung Đầu khối tạo xung khuếch đại xung đợc chuỗi xung điều khiển có đủ thông số yêu cầu công suất, độ dài, độ dốc mặt đầu xung Tại thời điểm bắt đầu xuất xung hoàn toàn trùng với thời điểm xuất xung đầu khối so sánh Phần Iii Lựa chọn khâu mạch điều khiển 3.1 Khâu đồng tạo xung ca Để tạo điện áp ca ngời ta sử dụng tính chất phóng, nạp tụ điện Việc kết hỵp sư dơng tơ diƯn víi diode, víi tranzitor hay với diode quang Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page 12 hien:pham dinh giap Trêng §HSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất hình thành nên đồng pha khác Tuy nhiên chúng có chung nhợc điểm việc mở, khoá tranzitor vùng điện áp lân cận thiếu xác Điều làm cho việc nạp, xả tụ vùng điện áp đồng pha lân cận không đợc nh ý muốn Để khắc phục nhợc điểm ngời ta sử dụng khâu đồng pha có vi mạch chất lợng cao, kích thớc nhỏ gọn cho chất lợng điện ¸p tùa tèt +12V 22K A 103 B 220VAC 22K 33K -12V PC817 100K Hình 10: Sơ đồ khâu đồng pha 3.2.Khâu so sánh Muốn xác định thời điểm mở Triac, tiến hành so sánh hai tín hiệu U đk Urc Việc so sánh tín hiệu đợc thực tranzistor Tuy nhiên, mức độ bÃo hoà transistor phụ thuộc vào tổng đại số U đk+Urc=Ub Tổng đại số có vùng điện áp nhỏ mV, làm cho tranzistor không làm việc chế độ đóng cắt nh mong muốn Do nhiều làm thời điểm mở Thyristor bị lệch với thời điểm cần mở Uđk= Urc Để khắc phục điều khâu so sánh hiƯn sư dơng K§TT ,K§TT cã hƯ sè khch đại vô lớn, cần tín hiệu nhỏ (có mV) đầu vào đầu đà có điện áp nguồn nuôi Việc ứng dụng KĐTT làm khâu so sánh hợp lý Giáo viên hớng dẫn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 13 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử TL082P 22K -12V Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất 10K 22K 50K Hình 11: Khâu so sánh 3.3 Khâu khuếch đại tạo xung Với nhiệm vụ tạo xung phù hợp để mở Triac, tầng khuếch đại cuối đợc thiết kế tranzistor công suất Để có xung dạng kim gửi tới Triac ta dùng biến áp xung Để khuếch đại công suất ta dùng trazistor công suất dùng tranzistor công suất nối tầng theo sơ đồ Darlington Diode D dùng để bảo vệ transistor cuộn dây sơ cấp BAX transistor khoá đột ngột Trong thực tế xung điều khiển cần có độ rộng bé mà thời gian mở thông tranzistor công suất dài (tối đa tới nửa chu kỳ=0.01s) làm cho công suất toả nhiệt d tranzistor lớn kích thớc dây quấn sơ cÊp biÕn ¸p xung lín +24v BAX T1 T2 74LS00 Z2 Z3 Z4 X Z1 Y H1061 1K H×nh 12: Khâu tạo xung khuếch đại Nguyên lý hoạt động : Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page 14 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Đồ án môn học Khoa Điện- Điện Tử Môn: Điện Tử Công Suất + Khi điện áp so sánh U có mức logic U2 = đầu khèi NAND1 sè cã møc logic 1(A = 1’) §Çu khèi NAND2 cã møc logic (B = 0) Đầu vào khối NAND3 có mức logic 0(C = 0) Đầu khối NAND3 có mức (D = 1) đầu khối NAND4 có mức (F = 0) + Khi U2 = A = 0,B = 1, tụ C đợc lạp qua điện trở R8 lúc đầu UR= Do D = F=1 Sau thêi gian t = R.C th× UR = D = F = + Độ rộng xung tiếp xúc phụ thc vµo h»ng sè thêi gian R.C ta chän tơ R8 = Tuy nhiên, ngày mạch cổ điển nh thờng đợc thay IC tích hợp đầy đủ khâu, với kết cấu nhỏ gọn, giá thành rẻ đạt đợc độ xác cao IC TCA 785 vi mạch nh 3.4 Giới thiệu khảo sát vi mạch tca785 Vi mạch TCA 785 vi mạch phức hợp thực đợc chức mạch điều khiển: tạo điện áp đồng bộ, tạo điện áp ca đồng bộ, so sánh tạo xung 3.4.1 Ký hiệu chức TCA 785 Chân Ký hiệu Chức Chân Ký hiệu Chức OS Chân nối đất R9 Điện trở tạo mạch ca Q *2* Đầu đảo 10 C10 Tụ tạo mạch ca QU Đầu U 11 V11 Điện áp điều khiển Q 1* Đầu đảo 12 C12 Tụ tạo độ rộng xung VSYNC Điện áp đồng 13 L Tín hiệuđiều khiĨn xung ng¾n, xung réng I TÝn hiƯu cÊm 14 Q1 Đầu QZ Đầu z 15 Q2 Đầu VREF Điện áp chuẩn 16 Vs Điện áp nguồn nuôi Giáo viên hớng dẫn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 15 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất Hình 13: dạng sóng chức chân TCA785 3.4.2 Các thông số TCA 785 Giáo viên hớng dẫn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 16 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Thông số Dòng tiêu thụ I.S Điện áp vào điềukhiển,chân11 V11 Trở kháng vào R11 Mạch tạo ca Dòng nạp tụ I10 Biên độ ca V10 Điện trở mạch nạp Thời gian sờn ngắn xung R9 ca TP Tín hiệu cấm vào, chân Cấm Cho phép Độ rộng xung ra, chân13 Xung hẹp Xung rộng Xung ra, chân 14, 15 Điện áp mức cao §iƯn ¸p møc thÊp §é réng xung hĐp §é rộng xung rộng Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất Giá trị Giá trị Giá Đơn nhỏ tiêu trÞ vÞ nhÊt biỊu lín F =50Hz nhÊ Vs = 5v t 4,5 6,5 10 mA 0,2 V10max V V6I V6H 15 10 K 1000 VS-2 A V 80 300 K S 2,5 3,3 3,3 V V V13 H V13 L 3,5 2,5 3,5 2,5 V V V14/ 15L V14/ 15L tp VS-3 0,3 20 530 VS-2,5 0,8 30 620 VS1,0 40 760 V V §iƯn áp điều khiển Điện áp chuẩn Vref Góc điều khiển ứng với điện ref áp chuẩn 2,8 3,1 x10-4 S S/ nF 3,4 V 5x10- 1/K Tính toán phần tử bên ngoài: Giáo viên hớng dÉn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 17 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Tụ ca: C10 Đồ án môn học Môn: Điện Tư C«ng St Min = 500pF; Max = F V11 R9 C10 V REè K Thời điểm phát xung: tTr = Dòng nạp tụ: I10 = Điện áp trªn tơ: V10 = V R K R9 V R K t R9 C10 TCA 785 h·ng Siemen chÕ tạo, đợc sử dụng để điều khiển thiết bị chỉnh lu, thiết bị chỉnh dòng điện áp xoay chiều Cã thĨ ®iỊu chØnh gãc tõ 00 ®Õn 1800 điện Thông số chủ yếu TCA 785: + Điện áp nuôi: US = 18V + Dòng điện tiêu thụ: IS = 10mA + Dòng điện ra: I = 50mA + Điện áp ca: Ur max = (US - 2)V + Điện trở mạch tạo điện áp ca: R9 = 20K 500K + §iƯn áp điều khiển: U11 = -0,5 (US-2)V + Dòng ®iƯn ®ång bé: IS = 200 A + Tơ ®iƯn: C10 = 0,5 F + TÇn sè xung ra: f = 10 500 Hz 3.4.3 Sơ đồ chức chân vi mạch TCA785 Giáo viên hớng dÉn: Ngun Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 18 hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất Hình 14: sơ đồ khối chức chân tca785 3.4.4 Sơ đồ mạch ứng dụng TCA785 điều khiển Triac mạch điều áp Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thành Sinh vien thuc Page 19 hien:pham dinh giap Trêng §HSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất Phần iv tính toán thiết kế chế tạo mô hình 4.1 Tính chọn van động lực Van động lực đợc lựa chọn dựa vào yếu tố là: dòng tải sơ đồ đà chọn, điều kiện toả nhiệt, điện áp làm việc Dòng điện tối đa chạy qua tải van: Imax = A Dòng điện Imax = A đợc coi dòng lớn để chọn van Với dòng điện không lớn nh này, tổn hao van dẫn không lớn Nên ta chọn điều kiện làm việc có cánh tản nhiệt đủ diện tích làm mát Không cần quạt đối lu không khí Để an toàn cho phép van làm việc với 20% Iđm Dòng điện định mức triac cần chọn: Iđm = 100 20 = A s Điện áp làm việc cực ®¹i cđa triac: Ulv Max = 250 = 354 V Giả sử cho phép van dự trữ điện áp Kdt = Điện áp triac cần chọn: UđmT = 2.354 = 708 V Từ hai thông số dòng điện điện áp cần có ta chọn loại van la Triac Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page 20 hien:pham dinh giap ... gió máy bơm Phân loại: Dựa vào số pha nguồn cấp mà ta có điều chỉnh điện áp khác Điều áp xoay chiều pha, Điều áp xoay chiều ba pha 1.2.Bộ điều áp xoay chiều pha 1.2.1 Giới thiệu số sơ đồ mạch... hien:pham dinh giap Page Trêng §HSPKT Hng Yên Khoa Điện- Điện Tử Đồ án môn học Môn: Điện Tử Công Suất T1 T U1 T1 a Z U1 Z T2 b D1 D2 D1 D2 T T2 Z U1 U1 c D4 D3 Z d H×nh Sơ đồ điều áp xoay chiều pha. .. Hình 6: Sơ đồ điều áp xoay chiều pha Giả thiết ®iƯn ¸p ngn : v = Vsin t 1.2.3.1 Trờng hợp tải trở Giáo viên hớng dẫn: Nguyễn Trung Thµnh Sinh vien thuc Page hien:pham dinh giap Trờng ĐHSPKT Hng
