Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, lò điện trở pha sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp như: Ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm; ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng; ngành cơng nghiệp luyện kim; ngành khí …vv Nhưng phát triển mạnh ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, tạo sản phẩm có ích cho người, cho xã hội góp phần đáng kể cho nguồn hàng xuất đất nước Tuy lị điện trở có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sửa chữa, dễ sử dụng mà lại làm việc tin cậy song có hạn chế định phải khống chế nhiệt độ lò điện trở lị có cơng suất lớn tới vài chục, vài trăm kilowat việc thiết kế thiết bị khống chế nhiệt độ theo yêu cầu phức tạp cồng kềnh, giá đắt Song ngày nay, với trình độ tiến khoa học kỹ thuật người ta nghiên cứu, thiết kế chế tạo loại lị điện trở lớn nhỏ với cơng suất khác nhau, hiệu suất làm việc cao đáp ứng yêu cầu công nghệ ngành công nghiệp Tuỳ theo yêu cầu công nghệ ngành sản xuất mà lị điện trở có tính năng, tác dụng u cầu người sử dụng Chính u cầu địi hỏi lị điện trở phải có tính điều chỉnh nhiệt độ thích hợp với yêu cầu sản xuất sử dụng tối đa hiệu suất lị mà khơng làm hư hỏng lị nhìn chung điều chỉnh nhiệt độ lị điện trở Nhìn chung điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở cần tuân thủ yêu cầu đây: - Điện áp cấp cho lò ấn định - Tổn hao nhiệt nhỏ - Hiệu suất làm việc cao - Làm việc an toàn, dễ sử dụng, dễ điều khiển - Đạt yêu cầu công nghệ -1- Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha - Thiết bị sử dụng đơn giản, gọn nhẹ, chắn, rẻ tiền - Dễ sửa chữa, thay Tuy nhiên để thiết kế chế tạo lò điện trở với đầy đủ yêu cầu khơng rẻ tiền Vì ta phải vào yêu cầu ngành sản xuất để chọn công suất lò thiết kế điều chinhr nhiệt độ lị điện trở thích hợp -2- Đồ án mơn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh C CHƯƠNG G PH HƯƠNG Á CHỌN MẠCH L ÁN N LỰC I.1 THYRIST TOR – NG GUYÊN LÝ CẤU TẠO VÀ HOẠ ĐỘNG Ý O ẠT G Thyristor phần tử bán dẫ cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn p-n-p-n tạ n ẫn p ạo ba tiếp giáp p J1, J2, J3 Thyristo có ba cự anot A, catot K, c điều k p-n or ực: cực khiển G b diễn t n biểu hình I.2 CÁC THƠ ƠNG SỐ CƠ BẢN C C CỦA THYR RISTOR Các th hông số nh hững thông số dựa ta lựa c g ó chọn mộ thyristor cho ứ dụng c thể đ ột r ứng cụ G trị dịng trung b Giá bình cho p phép chạy qua thyri istor, IVtrb Đây giá trị dịn trung bì cho ph chạy qu thyristor với điều kiện ng ình hép ua r nhi độ cấu trúc tin thể bán dẫn th iệt nh n hyristor kh hông vượt q gi trị iá cho phép Tro thực tế dòng điệ cho phép chạy qua thyristor phụ th o ong ện p a huộc vào điều kiện làm m nhi độ môi trường Th o mát iệt hyristor gắn ó lên tản nhiệt tiêu chuẩn làm mát tự nhiên N n Ngồi th hyristor ó tản làm mát cưỡn nhờ quạt gió dùng nước để t nhiệt lư n m ng g tải ượng toả nhanh Nói c ả chung có th lựa chọn dịng điệ theo điều kiện làm hể n ện c má sau: át iên: sử ho ến g - Làm mát tự nhi Dòng s dụng ch phép đế 1/3 dòng IVtrb Đồ án môn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh - Làm mát cưỡng quạt gió: Dịng sử d g g dụng 2/3 IVtrb g g ng 0% - Làm mát cưỡng nước: Có thể sử dụn đến 100 dịng IV Vtrb Đ Điện áp ng gược cho phép lớn n p nhất, Ungm max Đây giá trị điệ áp ngượ lớn cho phép đặt lên th ện ợc t p hyristor Tr rong c g m m not ứng dụng phải đảm bảo thời điểm điện áp an – cat UAK l nhỏ bằn Ungmax Ngồi p tot ôn n ng phải đảm b độ dự bảo ộ trữ định điện nghĩa Ungmax ph ch – ữ h áp, hải họn t 1,2 1,5 lần giá trị biên độ lớ điện áp tr sơ đồ ị ớn a rên T Thời gian phục hồi tính chất khố thyristor , tr (μs) Đây thời gian tối thiểu p phải đặt điện áp âm l an – catot lên not t yristor sau dòng anot – cat b tot không trước kh lại có g hi thy điệ áp UAK dương mà thyristor khố tr thơng số quan tr ện rọng thyristor tro nghịch lư phụ thu n a ong ộ ưu uộc nghịch lưu độc lập phải ln đảm bảo thời gian dành cho q tr p, ó n rình khố phải bằn 1,5 – lần tr ng T độ tăn điện áp cho phép Tốc ng p p dU (V / μs ) dt Thyristor sử dụng phần từ có điề khiển, ng mặ dù n ều ghĩa ặc phâ cực thuậ (UAK > 0) phải c tín hiệu điều khiển i ân ận có n cho phép dòng điện chạy qua Khi t p thyristor đư phân cực thuận p ược c phần lớn điện áp rơ lớp tiếp giáp J2 đượ trê hình n ợc ên Đồ án mơn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược lên độ dày nở tạo vùng khơng gian nghèo điện tích, cản trở dịng điện chạy qua Vùng khơng gian coi tụ điện có điện dụng CJ2 Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn dịng điện tụ có giá trị đáng kể, đóng vai trị dịng điều khiển Kết thyristor mở chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G Tốc độ tăng điện áp thông số phân biệt thyristor tần số thấp với thyristor tần số cao thyristor tần số thấp với thyristor tần số cao dU vào khoảng 50 – 200 V/μs, dt dU đạt đến 500 – 2000 V/μs dt Tốc độ tăng dòng cho phép dI (A/μs) dt Khi thyristor bắt đầu mở điểm tiết diện tinh thể bán dẫn dẫn dịng điện đồng Dòng điện chạy qua bắt đầu số điểm, gần với cực điều khiển nhất, sau lan toả dần sang điểm khác tồn tiết diện Nếu tốc độ tăng dịng q lớn dẫn đến mật độ dịng điện điểm dẫn ban đầu lớn, phát nhiệt cục mãnh liệt dẫn đến hỏng cục bộ, từ dẫn đến hỏng tồn tiết diện tinh thể bán dẫn Tốc độ tăng dòng cho phép phân biệt thyristor tần số thấp có khoảng 50 – 100 A/μs với thyristor có tần số cao dI dt dI khoảng 500 – 2000 dt A/μs Trong biến đổi phải luôn có biện pháp đảm bảo tốc độ tăng dịng giá trị cho phép Điều đạt nhờ mắc nối tiếp với phần tử bán dẫn điện kháng nhỏ, lõi khơng khí đơn giản xuyến ferit lồng lên Các xuyến ferit dùng phổ biến cấu tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm cách thay đổi số xuyến lồng lên dẫn Xuyến ferit cịn có tính chất cuộn cảm bão hồ, dịng qua -5- Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha dẫn nhỏ điện kháng lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng Khi dòng lớn ferit bị bão hoà từ, điện cảm giảm gần khơng Vì cuộn kháng kiểu khơng gây sụt áp chế độ dòng định mức chạy qua dây dẫn I.3 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHẦN TỬ NỐI SONG SONG VỚI CỰC ĐIỀU KHIỂN ảnh hưởng điện trở nối song song với cuặc điều khiển Điện trở ảnh hưởng lớn đến Tiristo: a Làm tăng giá trị dòng qua van Ia cần thiết để mở trì cho van dẫn điện trở rẽ nhánh dịng qua va qua b hạn chế ảnh hưởng tốc độ tăng áp du/dt, dẫn bớt dịng ký sinh có hại qua nó, giảm bớt tác động đến cực điều khiển c Tiristo có độ nhạy cao thường bắt buộc phải có điện trở để dẫn dịng nhiệt (dịng diện rị ) qua để tránh Tiristo bị mở dòng d Làm giảm hệ số khuếch đại vùng n1-p2-n2 dẫn đến làm tăng điện áp chuyển mạch van e Làm giảm thời gian hồi phục tính chất khố cho Tiristo tạo thành mạch cho điện tích dư tích tụ vùng p2 n2 Nhìn chung để đánh giá chi tiết cần biết giá trị RG, RS Tuy nhiên quy luật chung điện trở là: Tiristo nhỏ trị số RS lớn ( đơi coi RS= ∞ ) Giá trị RG phụ thuộc vào kích thước tinh thể bán dẫn, tinh thể lớn giá trị RG nhỏ ảnh hưởng tụ điện nối song song với cực điều khiển a Làm giảm ảnh hưởng tốc độ tăng hợp du/dt gần điện trở, nhiên có tác dụng tần số cao đó, khác với điện trở, tụ điện có ích để chống nhiễm cao tần ảnh hưởng từ mạng điện lực tới mà không gây hậu khu vực tần số thấp, với dòng ổn định chiều -6- Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha b Làm giảm độ dốc xung điều khiển mở van, dẫn đến ké dài thời gian mở van thời gian thời gian tăng dịng Ia, khơng có lợi mạch cần có tốc độ tăng dòng lớn c Khi van dẫn điện áp trên tụ điện có trị số xấp xỉ sụt áp van (cỡ 1÷ 2V ) Điện áp nói chung lớn điện áp tối thiểu để mở van Khi van khố lại sau lại có điện áp dương đặt trở lại dịng điện phóng từ tụ điện làm van mở khơng cần có dịng điều khiển thực ( ví dụ van làm việc tần số 50 Hz, tụ đủ lớn để kéo dài dịng phóng 10ms làm van mở nửa chu kỳ điện áp van dương trở lại.) ảnh hưởng điện áp âm đặt lên cực điều khiển Điện áp cực điều khiển không âm trị số cho phép loại van ( thường giới hạn mức 5V ) Vì van làm việc có khả xuất điện áp âm mức cực điều khiển cần có biện áp hạn chế trước mà thông dụng đấu thêm điốt nối tiếp song song với cực điều khiển hình ảnh hưởng điện áp dương cực điều khiển điện áp van lại âm, điều dẫn đến phát nhiệt mức cực điều khiển làm hỏng van Nhìn chung nên hạn chế tình trạng: UGK>0 UAk 0, phần thứ hai nằm góc phần tư thứ III gọi đặc tính ngược, tương ứng với trường hợp UAK < a Trường hợp dòng điện vào cực điều khiển không (IG = 0) Khi dòng vào cực điều khiển Thyristor hay hở mạch cực điều khiển Thyristor cản trở dòng điện ứng với hai trường hợp phân cực điện áp anot – catot Khi điện áp UAK < theo cấu tạo bán dẫn Thyristor hai tiếp giáp J1, J3 phân cực ngược, lớp J2 phân cực thuận, -7- Đồ án môn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh Thyristor sẽ giố ốt mắ nối tiếp bị phân cự ngược Qua y r ống ắc ực Th hyristor có dòng điệ nhỏ chạy qua, gọi dòn rò Khi UAK ện ng tăn đạt đến giá trị điện áp lớ Ungmax xảy tư ng ị ớn y ượng Thyri istor n bị đánh thủng, dịng tăng lên rấ lớn Giố đoạn đặc tính iện ất ống ược đ rình bị đán thủng q trìn khơng t đảo ng nh l nh thể gược ngư ốt tr đượ nghĩa l có g ợc, giảm điện UAK xuố m Ungmax dịng điện áp ống mức x cũn không g ng giảm mức dò rò Thy òng yristor b hỏng bị Khi tăn điện áp anot – cat theo chi thuận UAK > lúc đầu ng tot iều g có dịng điện nhỏ chạy qua, gọi l dòng rò Điện trở tương đư g ị ương ạch có ất i iáp hân huận, mạ anot – catot c giá trị rấ lớn Khi tiếp gi J1, J3 ph cực th J2 p phân cực ngược Ch đến UAK tăng đạt đến g trị điện áp thuận lớn ho i g giá n n nhấ Uthmax xảy hi tượng điện trở tư ất ẽ iện ương đươn mạch an – catot đột ng not t ngộ giảm, d ột dịng điện c thể chạ qua Thy có ạy yristor g trị c bị giới hạn giá i ện ng yristor có g trị lớn giá điệ trở tải mạch Nếu k dịn qua Thy mộ mực dịn tối thiểu gọi dị trì Idt thyristo dẫn d ột ng u, òng or dòng đường đ tính thu giống đườn đặc tính thuận đ ốt Đoạn đặc n đặc uận, ng h n tính thuận đư đặc trư tín chất dịn c giá trị lớ điện h ược ưng nh ng có ớn Đồ án mơn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha áp rơi anot – catot nhỏ khơng phụ thuộc vào giá trị dịng điện b Trường hợp có dòng điện vào cực điều khiển (IG > 0) Nếu có dịng điều khiển đưa vào cực điều khiển catot trình chuyển điểm làm việc đường đặc tính thuận xảy sớm hơn, trước điện áp thuận đạt đến giá trị lớn nhất, Uthmax Điều mơ tả hình 1.7 đường nét đứt, ứng với giá trị dòng điều khiển khác IG1, IG2, IG3 Nói chung dịng điều khiển lớn điểm chuyển đặc tính làm việc xảy với UAK nhỏ I.5 MỞ VÀ KHỐ THYRISTOR Thyristor có đặc tính giống điơt, nghĩa cho phép dịng chạy qua theo chiều, từ anot đến catot cản trở dòng chạy theo chiều ngược lại Tuy nhiên khác với điôt, để thyristor dẫn dịng ngồi điều kiện phải có điện áp UAK > cịn cần thêm số điều khiển khác Do thyristor coi phần tử bán dẫn có điều khiển để phân biệt với điôt phần tử không điều khiển Mở thyristor Khi phân cực thuận UAK > thyristor mở hai cách Thứ tăng điện áp anot- catot đạt đến giá trị điện áp thuận lớn , Uthmax điện trở tương đương mạch anot – catot giảm đột ngột dòng qua thyristor hoàn toàn mạch xác định Phương pháp mở thực tế khơng áp dụng cịn ngun nhân mở khơng mong muốn khơng phải lúc tăng điện áp đến giá trị Uthmax Vả lại xảy trường hợp thyristor tự mở tác dụng xung điện áp nhiễu thời điểm ngẫu nhiên, không định trước Phương pháp thứ hai phương pháp áp dụng thực tế đưa xung dòng điện có giá trị định vào cực điều khiển catot Xung dòng điện điều khiển chuyển trạng thái thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp mức điện áp anot – catot nhỏ Khi dịng qua anot – -9- Đồ án môn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh cat lớn giá tr định gọi dị trì (Idt) th tot n rị h, ịng ì hyristor tiếp tục cho trạng thái mở d dịng m khơng cần đến tồn xung d c g dẫn mà c dịng điề khiển nữ Điều nà nghĩa điề khiển m thyr ều ữa ày ều mở ristor g hiển xun dịng có độ rộng xung định, cơng su mạ điều kh ng ó t uất ạch nhỏ, so vớ công suất mạc lực mà thyristor l phầ tử ới ch ần đón cắt, khố chế dò điện ng ống òng K Khố thyr ristor Một th hyristor đa dẫn dị trở v trạng th khố (đ ang ịng hái điện trở tư ương đươ mạch anot – cato tăng cao dòng điện giảm xuống, n gi trị ơng ot o) m nhỏ iá dịn trì Idt Tuy n ng nhiên để th hyristor trạng t n thái khoá, với trở kh háng cao điện áp anot – catot lại dương (UAK > 0) cầ phải có thời gian o, n U ần nhấ định để lớp tiế giáp ph hồi hoà tồn tính chất cản trở dịng điện ất ếp hục àn n Kh thyristor dẫn dịng theo chiề thuận UAK > 0, lớp tiếp giáp a hi r g ều J1, J3 phân cự thuận, c điện tíc qua h lớp dễ dàng lấp đầy tiếp ực ch hai y v giá J2 bị phân cự ngược Vì mà dịng điện ch qua ba lớp áp ực n hảy a tiếp giáp J1, J2, J3 Để khoá thyri p istor lại cầ giảm dò anot – catot d ần ịng mứ dịng du trì (Idt) đặt mộ điện áp ngược lên anot – ca (UAK < 0) ức uy ột n atot kh hoảng thời gian tối th hiểu, gọi thời gian phục hồi, tr Trong thời n , gia phục hồ có dịng điện ngược ch catot an Dòng điện an ồi n hạy not ngư d tản đ ược di điện tích r khỏi tiếp giáp J2 v nạp điệ cho tụ điện ện tươ đương hai tiếp giáp J1, J3 lúc bị p ơng g y phân cực n ngược Kết k cản trở dò điện củ J1 J3, phục hồi Thời gian phục hồi khả c òng đ c phụ thuộc lượng tích cầ di tản ngo cấu trú bán dẫn ụ iện ần oài úc n thy yristor nạp điện ch tiếp giáp J1, J3 n ho p Q trì khố m thyristo mơ tả đồ thị hình ình or Theo h hình phầ điện tích gạch ché đư ần h éo ường dịng điện lư ượng điệ tích Q cần di tản cấu trúc bán dẫn th ện a u hyristor Đồ án môn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh Biến áp đồn pha & điện áp đồ pha ng ồng Với sơ đồ a : Sơ cấp đấu tam giác: Phạ vi góc đ khiển đạt đ m ạm đièu α = (00-1800) Với sơ đồ b: Sơ cấ đấu sao: Phạm vi góc điều kh đạ đ ấp : g hiển ạt α = (00-1500) van khơn mở nga kh điện áp lưới bắt đầu ng ay hi p dươ ơng II.2 TẠO ĐIỆN ÁP TỰ DẠNG RĂNG CƯ CỦA T ỰA ƯA TUYẾN TÍN Ở CẢ H NH HAI NỬ CHU KỲ SỬ DỤN KHUY ỬA K NG YẾCH ĐẠI THUẬT T TOÁN 0A Ở mạch tạo điện áp t dạng cưa d tựa r dùng trand disto có nh hược ểm thuộc rõ thời điể mở khoá bảng vào điện ểm điể chung l phụ t áp đồng pha Do áp nhiều bị biến độn theo điệ áp lưới điện iện g b ng ện xoa chiều Đ ay Điều ảnh hư àm ưởng tới gó điều phạm vi óc iển g m điề chỉnh Hiện na mạch tạ cưa sử dụng 0A ngày ều ó ay ạo cứng dụn nhiều h khắ phục đư điểm c mạch d ng ắc ược ưọc dùng Trad disto Mặ khác giá thành 0A rẻ ặt a Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha Sơ đồ mạch tạo cưa Khuyếch đại thuật toán 0A1 đấu theo sơ đồ so sánh, có nhiệm vụ so sánh điện áp đầu vào 0A1 Điện áp đầu tuân theo quy luật: Ura = K0ΔU= K0(U+ - U-) Dòng 0A2 làm nhiệm vụ tạo điện áp cưa Nguyên lý làm việc sau: Khi điện áp đầu 0A1: UB < 0A1 bão hoà âm: UB = - Ubh ốt D3 dẫn Sử dụng đặc điểm 0A điện hai cửa (+) (-) nhau, ta có điện điểm (-) 0A 0V điểm (+) nối với 0V lúc theo sơ đồ mạch ta thấy Điện áp tụ C1 điện áp đầu 0A2:Uc1 = U0A2 Điện áp điện trở R2 điện áp đầu 0A1 (bỏ qua sụt áp điốt D3): UR2 = UB Với R2 ECS 12 = = 12Ω I Cp Chọn R13 = 15Ω Cơng suất điện trở thường khoảng (2 ÷ 4) W dịng qua lớn thường xuyên, lớn góc điều khiển nhỏ Do cần phải có tản nhiệt Kiểm tra độ sụt áp điện trở kho bóng dẫn dịng: UR13 = I1 R13 = 0,1 15 = 1,5 (V) U1 = ECS – UR13 = 12 – 15 = 10,5 (V) đạt yêu cầu Tuy nhiên để tăng mạnh xung kích cho van, dùng thêm tụ tăng cường áp C3, tính sau: Với tần số xung chùm fXC = 10 KHz tương ứng chu kỳ xung là: TXC = 1 = = 100.10− S = 100μS f XC 10.10 Cho rằng, xung đối xứng khoảng nghỉ khoảng có xung, có nghĩa khoảng cách hai xung là: ta = 0,5 TXC = 50 μS Vậy ta có: C3 < ta 50.10 −6 = = 1,1.10− F = 1,1μS 3R13 3.15 Chọn C3 = μS Bóng T2 chọn loại BC 107 có UCe = 45 V; ICmax = 0,1A; βmin = 110 Vậy điện trở đầu vào có trị số là: - 32 - Đồ án mơn họ điện tử côn suất ọc ng R11 ≤ β11.β ECS S I1 max = Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh 110.100.12 91.103 = 91KΑΩ 1,2.1,2 Chọn R11 = 20 K KΩ b.T Tính chọn bi áp xung: iến : Do chế độ làm vi Bã từ hoá phần nên ta chọn: ế iệc ã n ΔB = 0,2T; ΔH = 30A/m Do tn = tx nên co trị số dòng hiệu chung cuộn thứ cấp oi h g nửa dòng điề khiển I2 = 0,5Ig Vậy ta có kích thước tổn biến áp xung: a ều h ng n y V= K ba U 0,5I g t x ΔU a ΔB.ΔH = 2.5.0,5.0,2.50.1 −6.0,1 10 0,2.30 = 0,8 10-6m3 = cm3 0,8 Tra bả cho trư ảng ường hợp từ hoá ph chọn lo hình trụ ký hiệu hần oại ụ 1811 (đư ường kính ngồi 18m đường k m, kích 11mm có tiết diện lõi tương ứng g ó bằn 0,443cm2) ng m Vậy số vòng dây cuộn sơ c ố y cấp: W1 = U t x 10,5.10 −6 = = 59,30 vòng g ΔB.S ba 0,2.0,443.10 − Đồ án môn học điện tử công suất Lấy W1= 60 vòng; suy W2 = Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha W1 60 = = 30 vịng K IV TÍNH CHỌN CÁC PHẦN TỬ KHÂU TẠO DAO ĐỘNG R7 - OA4 Ud® + C2 R9 R8 Chu kỳ dao động: T = 2R7 C2 Cn (1 + 2R8/R9) Chọn 0A4 loại: LF351 (có tham số tốc độ tăng áp lớn ) để có sườn xung dốc đứng; Tổng trở phận áp (R8 + R9 chọn xấp xỉ 20KΩ Để giảm chênh lệch hai cửa vào 0A ta chọn R8 = 12 KΩ R9 = 8KΩ Chọn tụ C2 cỡ 10nF (với tần số dao động – 12 KHz Lúc điện trở R7 tính: R7 = T / 10000 = = 3,6 KΩ 2.C2 ln(1 + R8 / R9 ) 2.10.10− ln(1 + 2.12 / 8) - 34 - Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha Uđb UA Ung UB UC Ut UD UN UGKT1,T4 Giản đồ điều chế xung - 35 - Uđk Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN Trên sơ đồ nguyên lý thể hệ thống điều khiển bao gồm kênh, kênh chịu trách nhiệm điều khiển tirito Diện áp đồng pha lấy từ thứ cấp máy biến áp qua chỉnh lưu lấy A điện áp cực tính đưa đến đầu vào khuyếch đại thuật toán 0A1 KĐTT0A1 làm nhiệm vụ so sánh điện áp với điện áp ngưỡng đặt vào cửa (t 0A1, đầu có dạng xung chữ nhật không đối xứng (phần xung âm lớn phần xung dương Điện áp dạng xụng đưa qua điốt D3 cắt bỏ phần dương cho phần xung âmđi qua Đây tín hiệu điều khiển cho mạch tạo xung cửa KĐTT 0A2, mạch tạo cửa 0A2 làm việc theo nguyên lý phóng nạp tụ điện C1 Khi điện áp đầu 0A1, UB < điốt D3 dẫn đặc điểm 0A điện hai cửa (+ (- ) nhau, ta có điện điểm (- ) 0A2 0V điểm (+) nối với 0V Lúc điện áp tụ C1 dịng điện đầu 0A2 tụ C1 nạp điện Khi điện áp C1 đạt trị số ngưỡng điốt ổn áp DZ thơng giữ điện áp trị số Khi UB > điốt D3 khố nên dịng qua R2 khơng Lúc dòng qua tụ C1 dòng qua điện trở R3 ngược chiều dòng điện UB < 0, nghĩa tụ C1 phóng điện DO điện áp tụ C điện áp 0a2 giảm xuống tuyến tính Khi điện áp giảm đến âm xuống điốt Dz dẫn theo chiều thuận điốt thường giữ cho điện áp nhận đầu 0A2 nửa chu kỳ lưới điện có dạng cưa tuyến tính Điện áp tựa dạng cửa đưa tới khâu so snáh dùng KĐTT0A3 so sánh với điện áp điều khiển Uđk xác định góc điều khiển α Tín hiệu điều khiển từ đầu 0A3 cắt bỏ phần âm nhờ mạch có điện trở hạn chế điốt D4 đưa đến mạch logic AND băm nhỏ với xung tần số cao tạo nên mạch tạo dao động OA4 Xung chùm đưa đến mạch khuyếch đại xung dùng trandssito T1, T2 biến áp xung tạo nên tín hiệu điều khiển đưa đến điều khiển Trristo - 36 - Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha KẾT LUẬN Sau htời gian làm đề án, giúp đỡ tận tình thầy giáo khoa tự động hoá, đặc biệt thầy giáo Phạm Quốc Hải nổ lực thân, chúng em hoàn thành đồ án thời hạn với nội dung thực - Trình bầy phương án lựa chọn mạch động lực - Tính tốn, thiết kế mạch động lực - Tính tốn, thiết kế mạch điều khiển Tuy nhiên thời gian cịn hạn chế trình độ hiểu biết hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đwocj góp ý thầy tồn thể bạn - 37 - Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Lý thuyết điều khiển tự động – Nguyễn Doãn Phước 2- Lý thuyết điều khiển tự động – Phạm Công Ngô 3- Kỹ thuật điện trở - Đỗ Xuân Thụ – Nguyễn Viết Ngun 4- Giáo trình Điện tử cơng suất – Trần Trọng Xinh 5- Tài liệu hướng dẫn làm đồ án điện tử công suất – Phạm Quốc Hải - 38 - ... (mA) điện áp T1 1- 40 36 0 600 20 40 Cấp 1 3- ΔU Uđk Iđk du/dt tph di/dt (V) (V) (mA) 2-4 200 Cấp 22 - 20 - Cấp Cấp 2,7 Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha -. .. chọn cơng suất lị thiết kế điều chinhr nhiệt độ lò điện trở thích hợp -2 - Đồ án mơn họ điện tử côn suất ọc ng Thiết kế điều nhiệt độ lò điện trở pha ế ỉnh C CHƯƠNG G PH HƯƠNG Á CHỌN MẠCH L ÁN N LỰC.. .Đồ án môn học điện tử công suất Thiết kế điều chỉnh nhiệt độ lò điện trở pha - Thiết bị sử dụng đơn giản, gọn nhẹ, chắn, rẻ tiền - Dễ sửa chữa, thay Tuy nhiên để thiết kế chế tạo lò điện trở