Đồ án Điện tử công suất

Nội dung text: Đồ án Điện tử công suất

1. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút TỔNG QUAN VỀ ĐÔNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
2. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐÔNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ (KĐ) Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp từ công suất nhỏ đến công suất lớn hơn và chiếm tỷ lệ lớn so với các động cơ khác. Do kết cấu đơn giản dể chế tạo , vận hành an toàn và sử dung nguồn cung cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha .Trong công nghiệp thường sử dụng động cơ không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ, động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhẹ .v .v . Trong nông nghiệp động cơ ĐK được dùng làm máy bơm hay máy gia công nông sản.Trong đời sống hằng ngày động cơ ĐK cũng chiếm một vị trí hết sức quan trọng,vì nó được sử dụng trong các thiết bị sinh hoạt hằng ngày như : máy bơm , quạt gió , động cơ trong tủ lạnh. Tuy nhiên trước đây các hệ động động cơ ĐK có điều chỉnh tốc độ l ại vô cùng hiếm hoi , chiếm tỷ lệ rất nhỏ là do điều chỉnh tốc độ đông cơ ĐK có khó khăn hơn các loại đọng cơ khác. Trong thời gian gần đây do sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo bán dẩn công suất kỹ thuật điện tử và tin học, mà động cơ ĐK mới khai thác được ưu điểm của mình. Nó đã trở thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với các hệ truyền động khác Khác với động cơ điện một chiều , động cơ ĐK được cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt. Từ thông của đọng cơ cũng như mô men của động cơ sinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số . Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện cho động cơ ĐK là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
3. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Trong định hướng xây dựng hệ truyền động điện động cơ ĐK người ta có xu hướng với các đặt tính điều chỉnh của hệ truyền động điện động cơ một chiều Hiện nay trong công nghiệp thường sử dụng hệ truyền động điều khiển tốc độ động cơ ĐK 1. Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ bằng bộ biến đổi tiristor 2. Điều chỉnh điện trở bằng bộ biến đổi xung tiristor 3. Điều chỉnh công suất trược 4. Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho đông cơ bằng các bộ biến đổi tần số(Bộ biến tần) dùng tiristor hay transistor A.SƠ LƯỢC VỀ TRUỲÊN ĐỘNG ĐIỆN ĐỘNG CƠ ĐK I.Giới thiệu về động cơ ĐK ĐK là một loại máy điện xoay chiều làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ. 1.Phương trình đặt tính cơ Để thành lập phương trình đặt tính cơ ta dùng sơ đồ thay thế như hình vẽ (HI_1) ω X1d X’2d ω0 Xµ I’2 ωth U R’2/s 1f Iµ Rµ Hình I-1 0 Hình I-2 Ta có dòng điện stato : Mdm Mt h 1 1 I1=U1 f (I-1) 2 2 2 R  X  R'2 2 R1 X nm S Trong đó : Xnm=X1d + X’2d điện kháng ngắn mạch U1f : trị hiệu dụngcủa điệ áp pha stato Phương trình đặt tính của động cơ ĐK : 2 3U 1 f .R' . 2.M 1 aS M=2 hay M=th th (I-2) 2 Sth S R'2 2 2aSth S. 0 R1 X n S S S th Đường đặt tính của động cơ như hình (H I-2) R'2  với : Sth= (I-3) Sth là hệ số trược tới hạn của động cơ 2 2 R1 X nm 2. Ảnh hưởng các thổng số đến đặt tính cơ: Từ phương trình đặt tính cơ ĐK ta thấy các thông số ảnh hưởng đến đặt tinh cơ bao gồm: a. Ảnh hưởng của sự suy giảm điện áp lưới cấp cho đông cơ ĐK Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
4. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Khi điên áp lưới suy giảm thì theo (I-4) mômen M th tới hạn của động cơ sẽ giảm bình phương lần biên độ suy giảm của điện áp,theo (I-3) thì Sth vẩn không đổi . S ω 0 dm UL2 Udm 1 UL1<Udm 2 UL1 UL2<UL1 Sth Hình I-3 Mth2 Mth1 Mth b. Ảnh hưởng của điện trở điện kháng mạch stator Khi nối thêm diện trở hoặc điện kháng vào mạch stator thì theo (I-3) và (I-4) cả S th và Mth đều giảm S ω0 ωdm ω1 Sth ω2 Sth1 Sth2 M Hình I-4 0 Mc Mth2Mth1 Mth c.Ảnh hưởng của điện trở mạch roto Đối với động cơ không đồng bộ người ta mắc thêm điện trở phụ vào mạch roto để hạn chế dòng khởi động thì theo (I-3) , (I-4) thì Sth thay đổi còn Mth = const ω0 Sω dm Sth ω1 ω2 R'2  Sth= Sth11 2 2 R1 X nm Sth2 Hình I-5 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
5. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút M 0 Mc Mth d.Ảnh hưởng của tần số 2 f1 ω1= p Xuất phát từ biểu thức trên ta thấy nếu tần số thay đổi sẽ làm thay đổi tốc độ của từ trường quay và từ đó thay đổi tốc độ động cơ Từ (I-3) và (I-4) ta thấy : Nếu Xnm =ω1.L cho nên khi thay đổi tần số thì Sth và Mth sẽ thay đổi ω0 ωdm Sth ω1 Sth1 Sth2 ω2 Hình I-6 Mth1 Mth1Mth e.Ảnh hưởng của số đoi cực p Để thay đổi số đôi cực ở stato người ta thường thay đổi cách đấu dây vì : 2 f1 ω1= (I-5) p ω=ω1(1-s) (I-6) Vì vậy khi thay đổi số đôi cực pthì tốc độ từ trường quay ω 1 thay đổi dẩn đến tốc độ ω thay đôi theo II.CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐK 1.Phương pháp điều chỉnh điện áp lưới Mômen động cơ ĐK tỷ lệ với bình phương điện áp stato nên có thể điều chỉnh được momen tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato trong khi gĩư nguyên tần số. Để điều khiển đựơc tốc độ động cơ ĐK phải dùng bộ biến đổi điện áp xoay chiều (ĐAXC) Nếu coi (ĐAXC) là nguồn áp lý tưởng(Z=0) thì căn cứ vào biểu thức moment tới hạn ta có quan hệ sau : 2 M thU U b * * hay MthU = Ub (I-7) M th U dm Sω ω0 ωdm ĐAXC ω1 ω2 Sth Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang ĐK
6. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút HìnhI-8 Mth M Đặc tính diều chỉnh điện áp Trong âoï :Uâm :Âiãûn aïp âënh mæïc cuía âäüng cå Ub : Âiãûn aïp âáöu ra cuía bäü âiãöu aïp xung Mth Mämen tåïi haûn khi âiãûn aïp laì Uâm MthU moment tåïi haûn khi âiãûn aïp laì Ub Phæång phaïp naìy âæåüc duìng âiãöu chènh âiãûn aïp cho âäüng cå ÂK roto läöng soïc.Khi thæûc hiãûn âiãöu chènh âiãûn aïp cho âäüng cå ÂK roto dáy quáún cáön phaíi näúi thãm âiãûn tråí phuû vaìo maûch roto , khi ta tháy âäøi âiãûn tråí phuû vaìo maûch roto seî måí räüng daîi âiãöu chènh täúc âäüü vaì M.Vaì nhæ váûy thç täøn tháút âiãöu chènh seî ráút låïn . *Æu âiãøm : cuía phæång phaïp naìy laì chè thêch håüp våïi truyãön âäüng vaì momen taíi laì haìm tàng theo täúc âäü *Nhæåüc âiãøm : Do tênh cháút phæïc taûp cuía moment ,âiãûn aïp ,täúc âäü nãn trong tênh toaïn ngæåìi ta thæåìng duìng caïc phæång phaïp âäö thë âãø dæûng caïc âàt tênh âiãöu chènh ,cäng viãûc naìy khaï phæïc taûp . 2.Phæång phaïp âiãöu chènh âiãûn tråí maûch roto Så âäö nguyãn lyï vaì âàût tênh cå nhæ hçnh veî (Hçnh I-10) U1f1 ωS ω0 ωâm ω1 Sth ω2 ÂK Sth1 Sth2 M Hçnh I-9 Mc Mth Hçnh III-10 R'2 R'2 f Phæång trçnh âàûc tênh âiãöu chènh :Sth = (I-8) 2 2 R1 X nm Âãø âiãöu chènh täúc âäü âäüng cå ÂK ngæåìi ta màõc thãm âiãûn tråí phuû vaìo maûch roto , khi thay âäøi âiãûn tråí phuû Rf thç Sth thay âäøi coìn Mth = const dáùn âãún thay âäøi âæåüc täúc âäü âäüng cå khi thay âäøi R2f ta coï hãû âàûc tênh cå coï cuìng Mth nhæng khaïc Sth *.Æu âiãøm: Âån giaín reí tiãön ,coï khaî nàng hiãûn âaûi hoaï bàòng baïn dáùn. *.Nhæåüc âiãøm : Täøn hao cäng suáút khi âiãöu chènh , hiãûu suáút tháúp , phaûm vi âiãöu chènh heûp , âiãöu chènh khäng triãût âãø Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
7. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 3.Âiãöu chènh táön säú nguäön cung cáúp cho âäüng cå ÂK a.Âàûc âiãøm lam viãûc khi thay âäøi táön säú Nhæ ta âaî biãút, táön säú cuía læåïi âiãûn quyãút âënh giaï trë täúc âäü goïc cuía tæì træåìng quay trong maïy âiãûn ,do âoï bàòng caïch thay âäøi táön säú doìng âiãûn stato ta coï thãø âiãöu chènh âæåüc täúc âäü âäüng cå   0 (1 S) Trong âoï :  0  2 f S ; 0  0 P Âãø thæûc hiãûn phæång phaïp âiãöu chènh naìy ta duìng bäü biãún táön cung cáúp cho âäüng cå Hinh I-11: U1,f1 U1,f2 BIÃÚN TÁÖN ÂK Vç maïy âiãûn laìm viãûc åí táön säú âënh mæïc cho nãn khi thay âäøi táön säú, chãú âäü laìm viãûc cuía noï seî bë thay âäøi . Såí dé nhæ váûy laì vç táön säú aính hæåíng træûc tiãúp âãún tæì thäng cuía maïy âiãûn Quan hãû naìy coï thãø âæåüc phán têch nhåì phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp âäúi våïi maûch stato cuía maïy âiãûn E1 = K.Φ.f1 (I-10) E1 : sæïc âiãûn âäüng caím æïng trong cuäün dáy stato Φ : Tæì thäng moïc voìng qua cuäün dáy stato K : Hàòng säú tyí lãû U1 = Ub :Âiãûn aïp âàût vaìo stato cuía âäüng cå F1 = fb : Táön säú doìng âiãûn stato Nãúu boí qua suût aïp trãn täøng tråí cuía cuäün dáy stato thç tæì (I-10) ta coï : U1  (Z1 = 0) ; (I-11) Kf1 Nãúu âiãûn aïp âàût vaìo stato khäng âäøi (U1 = const) thç (I-11) cho tháúy khi táön säú tàng hån giaï trë âënh mæïc f1 > f1âm thç tæì thäng maïy seî giaím do âoï moment trong maïy seî giaím theo : M = K.f.I Nãúu moment taíi khängâäíi hoàûc laì haìm theo täúc âäü thç luïc naìy doìng âiãûn cuía âäüng cå thç luïc naìy doìng âiãûn cuía âäüng cå phaíi tàng lãn âãø cán bàòng våïi moment phuû taíi M M c (Mc laì moment phuû taíi hay moment caín) Kãút quaí laì cuäün dáy stato bë quaï taíi vãö doìng gáy phaït noïng cuäün dáy , giaím tuäøi thoü âäüng cå Nãúu âiãûn aïp âàût vaìo stato khäng âäøi (U1 = const) thç theo (hçnh I-11) Khi táön säú giaím nhoí hån so våïi âënh mæïcì f1 < fâm thç tæì thäng cuía maïy seî tàng dáùn âãún maûch tæì bë baío hoaì hay quaï taíi maûch tæì .Hiãûn tæåüng naìy laìm tàng doìng tæì hoaï nghéa laì tàng täøn tháút theïp vaì âäút noïng maïy âiãûn Nhæ váûy khi âiãöu chènh täúc âäü bàòng caïch thay âäøi táön säú nãúu giæî nguyãn âiãûn aïp stato khäng âäøi thç khaí nàng mang taíi cuía maïy seî giaím vaì caïc chè tiãu cháút læåüng âãöu tháúp .Do âoï khi thay âäøi táön säú phaíi kãút håüp thay âäøi âiãûn aïp trãn dáy quáún stato Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
8. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút b.Quy luáût âiãöu chènh âiãûn aïp Ngæåìi ta chæïng minh âæåüc ràòng khi thay âäøi táön säú ,Nãúu âäöng thåìi âiãöu chènh M âiãûn aïp sao cho hãû säú quaï taíi  th khäng âäøi thç chãú âäü laìm viãûc cuía M c maïy luän luän âæåüc duy trç åí mæïc täúi æu khi laìm viãûc åí caïc thäng säú âënh mæïc ,khi âoï hiãûu suáút cosφ cuía maïy âiãûn trong toaìn daîi háöu nhæ khäng âäøi Tæì nháûn xeït trãn ta coï thãø tçm ra quy luáût thay âäøi âiãûn aïp theo táön säú , âãø cho âån giaín ta sæí duûng caïc giaí thiãút âàût ra khi tçm phæång trçnh âàût tênh cå cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü ( Hçnh I-12). Trong âoï Uf : trë säú hiãûu duûng âiãûn aïp pha åí stato (V) Iμ,I’1,I’2 caïc doìng âiãûn tæì hoaï ,stato,roto quy âäøi vãö stato (A) I1 L1 L’2 r'2 Lµ I2 S r'2 f Iμ S URμ rμ,r1,r2 caïc âiãûn tråí taïc duûng cuía maûch tæì hoaï , cuäün dáy stato, roto âaî quy âäøi vãö stato (Ω). R’f : âiãûn tråí phuû (nãúu coï) màõc thãm vaìo mäùi pha roto S : hãû säú træåüc cuía âäüng cå S = 0.02  0,06 Âãø âån giaín ta sæí duûng caïc giaí thiãút âaî âàût ra khi tçm phæång trçnh âàûc tênh cå cuía maïy âiãûn khäng âäöng bäü ,nghéa laì seî khaío saït váún âãöì naìy dæûa vaìo vaìo så âäö thay thãú hçnh Г . khi boí qua âiãûn tråí cuäün dáy stato ,biãøu thæïc moment seî laì : 2 2 3U1 3U1 M th 2 (X f X ' f ' 4 2 (I-13) 0 1 1 2 1 (X X ' ) f P 1 2 2 f1 Thay ω0 = p Hãû säú quaï taíi cuía âäüng cå âuåüc xaïc âënh dæûa vaìo (I-13) vaì quan hãû Mc = f(ω) 2 2 M th 3U1 U1  A 2 (I-14) M () 4 2 f .M () c (X X ' ). f .M () 1 c P 1 2 1 c 2 2 M cdm (2 ) x x Tiãúp theo ta thay Mc(ω) = Mcâm.ω = f Bf P x 1 1 2 A U1 Khi âoï (I14) âæåüc viãút laûi :  2 x B f1 Biãøu thæïc naìy thãø hiãûn trong træåìng håûp laìm viãûc åí caïc thäng säú âënh mæïc U1âm,f1âm vaì træåìng håüp åí U1,f1 báút kyì giæî nguyãn âiãöu kiãûn λ =const ta âæåüc : Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
9. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 2 2 U1dm U1 2 x 2 x f1 f1 2 x U1 f1 Tæì âoï ruït ra quy luáût âiãûn aïp : 2 x U1dm f1dm * *(2 x) * U1 * f1 Hoàûc U1 = f1 våïi U1 vaì f1 U1dm f1dm Nhæ váûy âiãûn aïp stato phaíi thay âäøi phuû thuäüc vaìo táön säú vaì âàûc tênh phuû taíi . cho nhæîng giaï trëkhaïc nhau ,ta seî tçm ra nhæîng quy luáût biãún âäøi âiãûn aïp våïi tæìng træåìng håüp phuû taíi våï baíng sau: Loaûi taíi x Quy luáût âiãön chènh âiãûn aïp Kiãøu maïy tiãûn -1 * f1 * Kiãøu maïy náng 0 f1 Ma saït nhåït 1 *3 f1 Maïy båm,Quaût gioï 2 *2 f1 Trong thæûc tãú coï nhiãöu loaûi maïy saín xuáút khaïc nhau , âàût tênh cå cuîng coï nhiãöu daûng khaïc nhau.Tuy váûy âàûc tênh cå cuía maïy saín xuáút thæåìng gàûp :  c x Mc = Mc0 + (Mcâm + Mc0)( ) Trong âoï :  cdm Mc :Moment caín laì moment laì moment trãn truûc maïy æïng våïi täúc âäü ω c naìo âáúy Mc0 : Moment caín cuía maïy saín suáút khi khäng quay Mcdm :Moment caín âënh mæïc, laì moment trãn truûc cuía maïy saín xuáút æïng våïi täúc âäü goïc âënh âënh mæïc ωcdm X : Nhæîng säú tæû nhiãn âàûc træng cho tæìng daûng âàûc tênh cå cuía maïy saín xuáút 1. ÆÏng våïi x=0, Mc = const : Kiãøu maïy náng, cáöu truûc, thang maïy ωf 12 U1/f1 = const ω2 ω0 f1dm ω2c ω1 f11 ωâm ω1c Hçnh (I-13) Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
10. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Mcdm = M 2. ÆÏng våïi x =1, Mc tyí lãû báût nháút våïi täúc âäü,(kiãøu maïy baìo ) ω2 ωf 12 ω0 f1dm ω2 U1 3 / 2 const ω1 f11 ω0 f1 ω1 Hçnh I-14 Mcâm Mcth 3.ÆÏng våïi x = -1,Mc tyí lãû nghëch våïi täúc âäü Kiãøu maïy (Mc = 1/ω) ωM c Mth Maïy tiãûn,maïy doa maïy maìiω 2 f12 ω0 f1dm U1 1/ 2 const ω1 f11 f1 Hçnh (I-15) 0 M U1 4.ÆÏng våïi x = 2, Mc tyí lãû nghëch våïi täúc âäü : 2 const f1 Kiãøu maïy båm ,bàng taíi quaût gioï; ω ω2 Mc ω0 f12 Mth f1âm ω1 f11 M 0 * *(2 x) Vç quy luáût U1 f1 âæåüc ruït ra våïi âiãöu kiãûn cäng nháûn nhæîng giaï trë giaí thiãút âaî nhàõc trãn nãn noï chè laì gáön âuïng .Noï âæåüc goüi laì quy luáût cå baín hoàûc laì quy luáût gáön âuïng coï thãø sæí duûng khi âiãöu chènh trong daîi khäng räüng.Nãúu daíi diãöu chènh låïn dáøn âãún sai sä âaïng kãøú åí vuìng táön säú tháúp CHÆÅNG II GIÅÏI THIÃÛU CHUNG VÃÖ BÄÜ BIÃÚN TÁÖN Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
11. GVHD : Là QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút I.Giåïi thiãûu chung Bäü biãún táön laì mäüt thiãút bë biãún âäøi nàng læåüng âiãûn xoay chiãöu tæì táön säú f1 sang nguäön âiãûn coï táön säú khaïc f2 Táön säú cuía læåïi âiãûn quyãút âënh täúc âäü goïc cuía tæì træåìng quay trnong maïy âiãûn do âoï bàòng caïch thay âäøi táön säú doìng âiãûn stato ta coï thãø âiãöu chènh âæåüc täúc âäü âäüng cå.Âãø thæïc hiãûn âæåüc váún âãöì naìy ta duìng bäü biãún táön cung cáúp táön säú phuì håüp våïi âäüng cå âiãöu chènh täúc âäü. ÅÍ bäü biãún táön laìm nguäön cung cáúp cho âäüng cå ÂK ,yãu cáöìu bäü naìy coï khaî U nàng biãún âäøi táön säú vaì âiãûn aïp sao cho tè säú : const f II.Phán loaûi caïc bäü biãún táön Biãún táön coï hai loaûi : _ Biãún táön duìng maïy âiãûn _ Biãún táön van duìng thiãút bë âiãûn tæí 1.Biãún táön duìng maïy âiãûn : Nguyãn lyï chung cuía loaûi naìy laì sæí duûng hai täø maïy , mäüt täø maïy näúi våïi læåïi âiãûn coï täúc âäü khäng âäøi coìn täø kia âæåüc gàõn våïi taíi coï täúc âäü thay âäøi.Nhåì biãún âäøi täúc âäü cuía täø thæï hai maì táön säú ra cuía thiãút bë coï thãø biãún âäøi âæåüc. Fbvar,Ubvar F1, U1 CK ω2=var ÂS F  FBT CKF Hçnh (II-1) *Nguyãn lyï hoaût âäüng nhæ sau : Täø ÂS coï täúc âäü ω1 = const laìm chæïc nàng biãún âiãûn nàng tæì læåïi thaình âiãûn nàng mäüt chiãöu trãn chäøi than pháön æïng cuía maïy phaït F . Täø thæï hai gäöm âäüng cå mäüt chiãöu  vaì maïy phaït biãún táön FBT ,coï täúc âäü truûc ω2 = var . Täúc âäü naìy âæåüc âiãöu chènh theo yãu cáöu bàòng caïch vaìo caïc maûch kêch tæì cuía maïy phaït F vaì âäüng cå Â. Táön säú ra cuía FBT phuû thuäüc vaìo täúc âäü quay ω2 cuía noï .Viãûc sæí duûng cuîng nhæ âiãöu khiãøn bäü biãún táön naìy ráút phæïc taûp do sæí duûng nhiãöu täø maïy âiãûn ,hiãûu suáút tháúp, thiãút bë quay gáy äön nãn viãûc làõp âàût maïy phaíi kiãn cäú,do váûy giaï thaình cao 2.Biãún táön duìng van baïn dáùn: Loaûi naìy âæåüc chãú taûo tæì caïc van baïn dáùn cäng suáút (transistor hoàûc tiristor ) Âæåüc phán chia thaình hai loaûi : _ Biãún táön træûc tiãúp _ Biãún táön giaïn tiãúp Caïc loaûi biãún táön duìng van âæåüc æïng duûng räüng raîi nhåì caïc æu âiãøm sau : _ Kêch thæåïc nhoí nãn diãûn têch làõp âàût khäng låïn Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
12. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút _ Troüng læåüng nheû _ Hãû säú khuyãúch âaûi cäng suáút låïn _ Coï quaïn tênh nhoí *.Biãún táön træûc tiãúp (Hçnh II-2) U1~ U2 ~ MAÛCH VAN f1 f2 Hçnh II-2 Laì bäü biãún âäøi maì táön säú maì táön säú âæåüc taûo ra bàòng caïch âoïng càõt thêch håüp tæìng âoaûn thêch håüp mäüt doìng âiãûn xoay chiãöu coï táön säú cao hån .Tæì âiãûn aïp xoay chiãöu U1 coï táön säú f1 ,chè cáön qua mäüt maûch van laì chuyãøn ngay ra taíi våïi táön säú khaïc f2 . Trong bäü biãún táön træûc tiãúp chæïc nàng chènh læu vaì nghëch læu nàòm trãn cuìng mäüt bäü biãún âäøi , khäng sæí duûng tuû chuyãøn maûch vaì chè chuyãøn âäøi mäüt láön nãn hiãûu suáút cao .Nhæng thæûc tãú maûch van khaï phæïc taûp säú læåüng van låïn , nháút laì âäúi våïi maûch ba pha .Viãûc thay âäøi táön säú f2 khoï khàn vaì phuû thuäüc vaìo f1 .Biãún táön âæåüc sæí duûng våïi phaûm vi âiãöu chènh f2 < f1 . *.Biãún táön giaïn tiãúp (Hçnh II-3) U2~ U1~,f1 Chènh læu Loüc Bàm Nghëch læu f2 Hçnh II-1 Så âäö khäúi biãún táön giaïn tiãúp Trong loaûi biãún táön naìy âiãûn aïp xoay chiãöu âáöu tiãn biãún thaình mäüt chiãöu nhåì bäü chènh læu ,sau âoï qua bäü loüc räöi måïi tråí laûi aïp xoay chiãöu våïi táön säú f2 nhåì nghëch læu aïp âäüc láûp . Viãûc biãún âäøi nàng læåüng hai láön laìm giaím hiãûu suáút cuía bäü bäü biãún táön song viãûc thay âäøi f2 laûi khäng phuû thuäüc vaìo f1 trong mäüt daîy räüng caí trãn vaì dæåïi f1 .Hån nàôu dæåïi sæû æïng duûng cuía hãû âiãöu khiãøn säú håì kyî thuáût vi xæí lyï vaì van læïc nãn phaït huy täúi âa æu âiãøm cuía biãún táön loaûi naìy ,nãn âæåüc sæí duûng räüng raîi. Do tênh cháút cuía bäü loüc nãn biãún táön loaûi naìy coìn âæåüc phán chia laìm hai loaûi: Biãún táön duìng nghëch læu aïp Biãún táön duìng bäü nghëch læu doìng Biãún táön sæí duûng nghëch læu aïp (Hçnh II-4) +E L Â1 T1 Â3 T3 Â5 T5 C0 Â4 T4 Â6 T6 Â2 T2 0 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
13. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút UAB UBC L,R UA UB UC Biãún táön duìng nghëch læu doìng (Hçnh II-5) L T1 T3 T5 T1 T3 T5 ~ Â1 Â3 Â5 ~ T4 T6 T2 Â4 Â6 Â2 T4 T6 T2 Hçnh II-5 Ta xeït biãún táön sæí duûng nghëch læu aïp Bäü loüc sæí duûng tuû C låïn åí âáöu vaìo cuía bäü nghëch læu nãn âiãûn aïp âàût vaìo bäü nghëch læu xem nhæ nguäön aïp ,cuìng våïi âiãûn caím L tuû C laìm phàóng âiãûn aïp chènh læu -Ngoaìi ra tuû C coìn taûo âiãöu kiãûn trao âäøi cäng suáút phaín khaïng Q gæîa taíi våïi bäü nghëch læu vaì maûch mäüt chiãöu ,bàòng chaïch cho pheïp sæû thay âäøi nhæng trong thåìi gian ngàõn doìng vaìo bäü nghëch læu maì khäng phuû thuäüc vaìo bäü chènh læu. -Khi sæí duûng bäü bàm âiãûn aïp hay phæång phaïp âiãöu biãïn âäü räüng xung thç coï thãø sæí duûng bäü chènh læu khäng âiãöu khiãøn (chènh læu diod). -do taïc duûng cuía diod ngæåüc nãn âáöu vaìo cuía bäü nghëch læu luän luän dæång . -Âäïi våïi loaûi naìy yãu cáöu cuía bäü biãún táön laì nàng læåüng âæåüc truyãön hai chiãöu tæïc laì âäüng cå thæûc hiãûn haîm taïi sinh thç bäü chènh læu laìm viãûc âæåcü åí caí bäún goïc pháön tæ -Våïi yãu cuía âãö taìi choün âäüng cå cäng suáút nhoí (P=120w) nãn viãûc haîm taïi sinh âäüng cå traí nàng læåüng vãö nguäön laì khäng cáön thiãút nãn ta sæí duûng biãún táön ngëch læu aïp våïi bäü chènh læu khäng âiãöu khiãøn duìng diod vaì sæí duûng phæång phaïp âiãöu biãún âäü räüng xung âãø âiãöu khiãøn aïp âàût vaìo âäüng cå *Xeït biãïn táön sæí duûng nghëch læu doìng : Bäü loüc coï cuäün san bàòng coï caím khaïng låïn coï taïc duûng nhæ nguäön doìng cáúp cho bäü ngëch læu . doìng âiãûn trong maûch mäüt chiãöu âæåüc san bàòng båíi L doìng âiãûn naìy khäng thãø âaío chiãöu Ngoaìi ra cuäün san bàòng L coìn coï taïc duûng âaío chiãìu cäng suáút phaín khaïng cuía taíi trong maûch mäüt chiãöu, cuäün khaïng naìy cho pheïp âaío chiãöu âiãûn aïp âàût vaìo bäü nghëch læu maì khäng phuû thuäüc vaìo bäü chènh læu, do váûy ráúït phuì håüp våïi viãûc haîm taïi sinh âäüng cå. Tuy nhiãn chè âiãöu chènh âæåcü doìng vaì aïp cuía taíi theo phæång phaïp biãn âäü nãn chènh læu phaíi sæí duûng linh kiãûn baïn dáùn coï âiãöu khiãøn. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
14. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút CHÆÅNG III THIÃÚT KÃÚ MAÛCH ÂÄÜNG LÆÛC Maûch âäüng læûc duìng âãø truyãön taíi nàng læåüng âiãûn cho âäüng cå. Så âäö khäúi nhæ hçnh II-1 f1 U1~ U2 f2 , Chènh Loüc Bàm Nghëch ÂS læu læu I.Chæïc nàng 1.Khäúi chènh læu Khäúi chènh læu coï nhiãûm vuû biãún âäøi nguäön xoay chiãöu (AC) thaình nguäön mäüt chiãöu (DC) Theo sæû phán loaûi ta coï caïc phæång phaïp sau : - Chènh læu khäng âiãöu khiãøn : Sæí duûng diod. - Chènh læu coï âiãöu khiãøn : Sæí duûng tisistor hay transistor. - Chènh læu baïn âiãöu khiãøn :Sæí duûng diod vaì tisistor . Theo yãu cáöu cuía âãö taìi âäüng cå cäng suáút nhoí nãn thiãút kãú khäúi chènh læu khäng âiãöu khiãøn sæí duûng diod. Âiãûn aïp âáöu ra cuía khäúi chènh læu tuy laì DC nhæng khäng bàòng phàông maì coìn nháúp nhä goüi laì hiãûn tæåüng âáûp maûch ( säú pha cuía nguäön caìng cao thç sæû âáûp maûch caìng nhoí).Bäü chènh læu bao gäöm caïc van chènh læu vaì maïy biãún aïp læûc 2.Chæïc nàng cuía maïy biãún aïp læûc Biãún âäøi âiãûn aïp nguäön phuì håüp våïi yãu cáöu cuía taíi Caïch ly phuû taíi våïi læåïi âiãûn âãø váûn haình an toaìn vaì thuáûn tiãûn. Taûo âiãøm trung tênh cho chènh læu hçnh tia. Haûn chãú doìng âiãûn ngàõn maûch chènh læu vaì haûn chãú täúc âäü tàng doìng âiãûn anät trãn caïc van chènh læu. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
15. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Caíi thiãûn hçnh daïng doìng âiãûn trong læåïi âãø laìm cho doìng naìy êt biãún daûng so våïi hçnh sin. Âäúi våï âiãûn aïp ba pha coï hai caïch màõc chènh læu : - Så âäö hçnh tia ba pha Så âäö hçnh tia mäüt pha (chènh læu 1/2 soïng) - Så âäö hçnh cáöu ba pha Så âäö hçnh cáöu mäüt pha Så âäö nhæ hçnh (Hçnh III-2),ì (Hçnh III-3), ì (Hçnh III-4), ì (Hçnh III-5) Uf ~ Ud Uf ~ Ud Hçnh III-2 Hçnh III-3 Ud Ud Hçnh III-5 Hçnh III-4 Tuyì thuäüc vaìo mæïc âäü yãu cáöu vãö cháït læåüng âiiãûn aïp DC maì ta choün så âäö naìo cho phuì håüp. Daûng soïng âiãûn aïp ra nhæ hai så âäö hçnh (Hçnh III-6), (Hçnh III-7), (Hçnh III-8) vaì (Hçnh III-9) 2 2 2 Ud = U Ud = U f f t t (Hçnh III-6) (Hçnh III-7) Ud =1,17Uf Ud =2,34Uf Ud Ud UA UB UC UA UB UC 0 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang 0 t t
16. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Hçnh III -8 Hçnh III -9 Goüi âiãûn aïp xoay chiãöu âàût lãn bäü chènh læu laì U1 coìn âiãûn aïp DC laì Ud ta coï sæû so saïnh giæîa caïc så âäö : * Âäúi våïi chènh læu mäüt pha +Chènh læu mäüt pha 1/2 chu kyì 2 2 Ud = U , Id = U f R f U 2 I2 = , U2 = U d 2R 2 I1 = 1,21m.Id ; U1 = U2/m Cuäúi cuìng tênh ra ta âæåüc cäng suáút maïy biãún aïp S =3,09UdId = 3,09Pd Nháûn xeït :maïy biãún aïp sæí duûng täöi Så âäö chènh læu mäüt pha baïn soïng âån giaín.Muäún coï doìng taíi êt nháúp nhä cáön coï bäü loüc täút +Chènh læu cáöu mäüt pha 2 2 m. .I d Ud = U f ; I1 = , U1 = U2/m ; 2 2 S2 = U2I2 =1,74UdId ; S1 = U1I1 = 1,23UdId S1 S 2 S = 1,48Pd 2 Ta tháúy âäúi våïi chènh læu mäüt pha thi chènh læu cáöu sæí dung cäng suáút cuía maïy biãún aïp triãût âãø hån, kinh tãú hån , so våïi chènh læu baïn soïng *Âäúi våïi chènh læu ba pha + Så âäö hçnh tia âån giaín hån ,säú pha êt hån nãn suût aïp beï hån vaì täøn tháút beï hån,Phuì håüp våïi så âäö khäng âoìi hoíi âiãûn aïp ra Ud bàòng phàông .Giaï trë trung bçnh âiãûn aïp ra cuía så âäö hçnh tia beï hån 3 2 3 3 3 6 Ud = U d 2U cos( )d U 2. 2 f 2 UÌ 2 2 f 1 3 S = 1,345Pd + Så âäö chènh læu ba pha hçnh cáöu cho âiãûn aïp vaì doìng chènh læu täút hån so våïi ba pha hçnh tia ,maïy biãún aïp âæåüc sæí duûng triãût âãø hån,maïy biãún aïp khäng bë tæì hoaï cæåîng bæïc båíi doìng mäüt chiãöu .Våïi cuìng mäüt giaï trë Pd thç cäng suaït cuía maïy biãún aïp åí så âäö cáöu nhoí hån so våïi så âäö hçnh tia âaïng kãø . Giaï tri trung bçnh cuía âiãûn aïp ra âäúi våïi så âäö hçnh cáöu nhæ sau: 6 6 3 6 U = 6U cos( )d U d 2 f 2 f 2 6 S =1,047Pd Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
17. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 2.Khäúi loüc Chæïc nànhg cuía bäü loüc laì laìm cho doìng âiãûn naìo âoï coï táön säú naìo âoï âi qua maì biãn âäü khäng bë suy giaím âäöng thåìi laìm suy giaím maûnh doìng âiãûn åí táön säú khaïc +Khäúi loüc tuû C thæåìng sæí duûng våïi taíi cäng suáút beï +Khäúi loüc coï tuû C vaì cuäün khaïng thæåìng sæí duûng våïi taíi cäng suáút låïn -Trong maûch chènh læu (CL) âiãûn aïp hay doìng âiãûn ta taíi coï cæûc tênh khäng âäøi nhæng giaï trë cuía chuïng thay âäøi theo thåìi gian mäüt caïch coï chu kyì (Hiãûn tæåüng âáûp maûch) taûo ra caïc thaình pháön soïng haìi gáy nãn sæû tiãu phê nàng læåûng mäüt caïch vä êch vaì gáy ra sæû nhiãøu loaûn cho sæû laìm viãûc cuía taíi .Váún âãö âæåüc âàût ra laì ta phaíi loüc båït caïc thaình pháön soïng haìiâãø coï âæåüc thaình pháön mäüt chiãu chiãöu coï hãû säú âáûp maûch cho pheïp. Ngæåìi ta âënh nghéa hãû säú âáûp maûch nhæ sau: Kp = Biãn âäü soïng haìi låïn nháút cuía Ud(Id) Giaï trë trung bçnh cuía Ud(Id) Kp coï giaï trë caìng nhoí thç cháút læåüng bäü loüc caìng cao * Caïc phæång phaïp loüc : a.Loüc bàòng tuû C: Thæåìng duìng våïi cäng suáút beï Så âäö hçnh (Hçnh III-10) + U C R Hçnh III-10 t - Do sæû phoïng âiãûn cuía tuû C theo quy luáût haìm muî vaì do caïc soïng haìi báût cao âæåüc reî qua tuû C,coìn laûi thaình pháön mäüt chiãöu våïi säú êt soïng haìi báût tháúp âi qua taíi. 2 Hãû säú âáûp maûch K' p . .c.R1 b.Bäü loüc duìng cuäün dáy L Âæåüc duìng våïi taíi coï cäng suáút låïn hån Hçnh III-11 L + U t Hçnh III-11 - Vç cuäün dáy L màõc näúi tiãúp våïi taíi nãn khi doìng âiãûn ra taíi biãún thiãn âáûp maûch ,trong cuäün dáy L xuáút hiãûn doìng âiãûn tæû caím laìm giaím caïc soïng haìi báût cao. R Hãû säú âáûp maûch :K L . p 3..L Khi tênh choün L nãn choün giaï trë L khäng quaï låïn vç nhæ váûy seî gáy ra hiãûn tæåüng suût aïp DC trãn noï låïn laìm cho hiãûu suáút chènh læu giaím. c.Loüc duìng caí tuû C vaì cuäün khaïng L : Så däö naìy sæí duûng æu âiãøm cuía caí hai så âäö trãn Hçnh III-12 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
18. GVHD : Là QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút C R Hçnh III-12 Do sæí duûng täøng håüp caí hai loaûi trãn nãn biãn âäü soïng haìi caìng bë giaím nhoí vaì âiãûn aïp ra taíi êt bë âáûp maûch hån.Vç váûy bäü loüc LC thæåìng thæåìng âæåüc sæí duûng nhieìu nháút . Vç nhæîng æu âiãøm trãn trong âãö taìi naìy ta duìng bäü loüc LC 3.Khäúi nghëch læu +Khäúi nghëch læu duìng âãø biãún âäøi âiãûn aïp DC sau bäü loüc thaình thaình xoay chiãöu AC coï táön säú thay âäøi âæåüc âãø cung cáúp cho âäüng cå ÂK. +Ta sæí duûng nghëch læu aïp ba pha hçnh cáöu ,thiãút bë duìng âãø nghëch læu coï thãø laì tiristor,transistor,Mosfets. -Duìng Tiristor:Mäùi Tiristor khi dáùn doìng thç taïc duûng cuía tên hiãûu âiãöu khiãøn khäng coìn taïc duûng næîa âoìi hoíi cáön phaíi coï bäü pháûn chuyãøn maûch cho Tiristor .Bäü pháûn chuyãøn maûch gäöm coï ráút låïn caïc tuû âiãûn vaì cuäün dáy,âiãöu naìy gáy khoï khàn vaì laìm tàng giaï thaình cuía maûch làõp raïp . -Duìng transistor (BJT hoàûc Fet) Nguyãn lyï laìm viãûc cuía transistor tuång tæû nhæ Tiristor . Transistor chuyãøn nhanh hån loaûi Mosfets . Âäúi våïi BJT doìng âiãöu khiãøn laì Ib låïn ,trong chu trçnh dáùn phaè kiãøm tra kyî læåîng âãø caïc BJT naìy dáùn baío hoaì . Âäúi våïi Mosfets cæûc âiãöu khiãøn âæåüc âiãöu khiãøn bàòng aïp nãn ráút thuáûn tiãûn khi phäúi håüp våïi maûch âiãöu khiãøn Vç Tiristor Khi dáøn thç khäng phuû thuäüc vaìo tên hiãûu âiãöu khiãøn nãn ta phaíi duìng cáöu chç âãø baío vãû âãö phoìng sæû cäú .Duìng BJT hay Mosfets âoìi hoíi phaíi taïc âäüng vaìo cæûc B,G trong suäút chu trçnh dáøn , thãú nhæng duìng transistor thç boí âæåüc kháu chuyãøn maûch cæåîíng bæïc , Hån næîa täøn hao âäø chiãöu nhoí hån ,ngoaìi ra duìng transistor coï khaî nàng laìm viãûc åí táön säú cao hån,kêch thæåïc goün nheû hån. Qua nhæîng so saïnh caí æu vaì khuyïãt âiãøm cuía transistor vaì tirstor trong maûch âäüng læûc theo âãö taìi naìy ta choün bäü nghëch læu duìng transistor II.Nguyãn lyï laìm viãûc 1.Bäü chènh læu a.Chènh læu cáöu mäüt pha :Âäúi våïi nhæîng bäü chènh læu cäng suáút nhoí ngæåìi ta thæåìng duìng bäü chènh læu cáöu mäüt pha nãn ta xeït bäü chènh læu cáöu mäüt pha. +Hoaût âäüng cuía så âäö : Trong khoaíng thåìi gian tæì 0< < bäü chènh læu màõc vaìo nguäön xoay chiãöu coï giaï trë cæûc dæång taûi âiãøm A , cæûc ám åí âiãøm B ,do âoï Â1 vaì Â3 ; Â2 vaì Â4 khoaï Trong khoaíng thåìi gian  2 , van Â2 vaì Â4 dáøn ,van Â1 vaì Â3 khoaï i1 I2 Â1 Â2 L Ud B A R t   Sinh viên thực NGUYỄN4 3VĂN PHƯƠNG 2 Trang
19. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút +Biãøu thæïc doìng âiãûn vaì âiãûn aïp : Nhæ ta âaî biãút ,chæïc nàng cuía cuoün caím L laì têch luyí nàng læåüng khi doìng id tàng vaì hoaìn traí nàng læåüng khi doìng id giaím .Xaïc âënh doìng id Phæång trçnh doìng âiãûn di u L. d R.i 2U Sint d dt d 2 Daûng toaïn tæí Laplace :  L[ pI ( p) i (0)] R.i ( p) 2U . d 0 d 2 p 2  2 âàût så kiãûn id = I0 , ta coï I  I ( p) 0 2U . d R 2 R p L p ( p 2  2 ) L L Haìm aính: Haìm gäúc: 1 e-bt p b 1 1 bt b e Sint Cost p 2  2 p b b 2  2  R R  . X 2U 2 X id i0e . Sin  Sin .e R 2 X 2 Âäúi våïi næîa chu kyì âáöu tiãn,0< < ,I0 = 0 X Trong biãøu thæïc trãn :X = L,tg R b.Chènh læu cáöu ba pha Ud =2,34Uf Ud Â1 Â3 Â5 U UB U A A C B U taíi  C d 3π/6 1 7π/6 Â4 Â6 Â2 / 6 5π/6 9π/6 t 0 *Hoaût âäüng cuía så6 âäö 6 Âiãûn aïp caïc pha thæï cáúp maïy biãún aïp Va 2V2 Sin 2 V 2V Sin( ) a 2 3 4 V 2V Sin( ) a 2 3 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
20. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút +Xeït taûi thåìi âiãøm tæång æïng våïi 1 ta tháúy âiãûn thãøï taûi caïc âiãøm A,B ,C nhæ sau VA> VB > VC doìng âiãûn taíi âi tæì âiãøm A vaì B âãún âiãøm C .Diod Â1 ,Â3 måí cho doìng chaíy qua do âoï Vf = VA > VB > VC , Â5 khoaï laì vç âiãûn thãú katät cuía chuïng laì VA> VB> VC Diod Â2 måí cho doìng chaíy qua vaì do âoï VG = VA< VB< VC caïc diod Â4,Â6 bë khoaï laì do âiãûn thãú catät cuía chuïng laì laì VA hoàûc VB låïn hån âiãûn thãú anot laì VC . Ta coï baíng toïm tàõt hoaût âäüng cuía så âäö : Khoaíng Chiãöu doìng âiãûn Diod måí Âiãûn aïp taíi Ud 3 Tæì A âãún B Â vaì Â V - V Tæì âãún 1 6 A B 6 6 3 5 Tæì A âãún C Â vaì Â V -V Tæì âãún 1 2 A C 6 6 5 7 Tæì B âãún C Â vaì Â V -V Tæì âãún 3 2 B C 6 6 7 9 Tæì B âãún A Â vaì Â V -V Tæì âãún 3 4 B A 6 6 9 11 Tæì C âãún A Â vaì Â V -V Tæì âãún 5 4 C A 6 6 11 13 Tæì C âãún B Â vaì Â V vaì V Tæì âãún 5 3 C B 6 6 Kãút luáûn : -Doìng taíi bao giåì cuîng xuáút phaït tæì âiãøm coï âiãûn thãú cao nháút âãún âiãøm coï âiãûn thãú tháúp nháút.Mäøi diod cho doìng chaíy qua trong mäüt pháön ba chu kyì (2 / 3 ). Mäùøi cuäün dáy thæï cáúp maïy biãún aïp trong hai láön mäüt pháön ba chu kç (2 / 3 ) :1/3 chu kç våïi diod trãn vaì 1/3 chu kç våïi diod dæåïi . -Giaï trë tæïc thåìi cuía diãûn aïp taíi Ud bàòng hiãûu giaï trë tæïc thåìi âiãûn aïp cuía hai pha âang cáúp cho taíi . -Ud bàòng saïu choím cáöu hçnh sin taûo nãn . -Âiãûn aïp ngæåüc låïn nháút maì mäùi diod phaíi chëu laì : Ungmax = 6V2 2,45V2 Giaï trë trung bçnh cuía âiãûn aïp chènh læu 6 6 3 6 U = 6U cos( )d U =2,34U d 2 f 2 f 2 2 6 -Doìng chaíy trong mäùi diod bàòng doìng taíi : iD = id. -Doìng chaíy trong mäøi cuäün dáy thæï cáúp maïy biãún aïp laì doìng âiãûn xoay chiãöu ia = i1-i4 ib = i3- i6 ic = i5- i2 6 6V cos E U E -Giaï trë trung bçnh cuía doìng âiãûn taíi : I 6 2 d d 2 6 R R Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
21. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút -Giaï trë trung bçnh cuía doìng qua mäøi diod : 2 6V cos E I I 6 2 d D 2 6 R 3 2.Bäü loüc Så âäö maûch hçnh (Hçnh III-17) L C b.Hoaût âäüng cuía så âäö Hçnh III-17 Bäü loüc cho pheïp thaình pháön mäüt chiãöu cuía bäü chènh læu âi qua vaì ngàn chàûn thaình pháön xoay chiãöu . Âiãûn aïp âáöu ra cuía bäü chènh læu cáöu ba pha khai triãøn chuäøi fourier .Nãúu chè dæìng laûi åí hai säú haûng âáöu ta coï : 3 3 6 3 U 2V 2Cost d 35 Biãøu thæïc täøng quaït cuía âiãûn aïp chènh læu ud U d uc U d an 2V cos nt Tong âoï n : Táön säú goïc nhoí nháút cuía soïng haìi. V : Gaï trë hiãûu duûng cuía âiãûn aïp pha. Ud : Giaï trë trung bçnh cuía âiãûn aïp chènh læu. -Nãúu chuïng ta giaí thiãút ,âäúi våïi soïng haìi táön säú tháúp maì XL>>XC thç doìng âiãûn xoay chiãöu chaíy qua Lvaì C seî quyãút âënh båíi XL vaì coï thãø viãút : an 2V I cm nL I an 2V Âiãûn aïp nháúp nhä : U cm C nC n 2 . 2 .LC U C an Tè säú nháúp nhä : KLC = 2V n 2 . 2 .LC an Váûy : LC = 2 2 n . .K LC Trong âoï : a = 0,425 vaì n = 2 âäúi våïi chènh læu mäüt pha hai næîa chu kyì a = 0,2 vaì n = 3 âäúi våï chènh læu ba pha hçnh tia a = 0,095 vaì n = 6 âäúi våïi chènh læu ba pha hçnh cáöu 3.Bäü nghëch læu âiãûn aïp (NLÂA) mäüt pha Bäü nghëch læu âiãûn aïp ba pha thæåìng duìng så âäö cáöu,så âäö cáöu ba pha âæåc taûo ra bàòng caïch màõc thãm mäüt nhaïnh vaìo så âäö cáöu mäüt pha,do âoï træåïc khi khaío saït så âäö cáöu ba pha ta xem xeït så âäö cáöu mäüt pha a.Så âäö maûch nghëch læu aïp mäüt pha (Hçnh II-18) Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
22. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút T1 T2 Â1 Â2 + Zt - En C0 + ut - Â4 T4 Â3 T3 Hçnh III-18 T1 - Zt + En ut T3 Â2 + Zt - En + ut - Â4 T1 + Zt - En ut T3 Â2 + Zt - En u Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG+ t - Trang Â4
23. GVHD : Là QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút U BE T/2 T t π 2π θ UBE t π 2π T2T4 θ Ut Utit it t t1 t2 θ iT T2T3 t π 2π i t Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
24. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút id t π 2π *Nguäön âiãûn cáúp cho nghëch læu âiãûn aïp (NLÂA) phaíi laì nguäön sæïc âiãûn âäüng näüi tråí nhoí.Nãúu sæí duûng chènh læu laìm nguäön cáúp cho NLÂA thç ta màõc thãm tuû âiãûn C0 åí âáöu nghëch læu âãø mäüt pháön âaím baío âiãûn aïp nguäön êt bë thay âäøi màût khaïc âãø trao âäøi nàng læåüng caím khaïng våïi âiãûn caím taíi (våïi taíi laì R_L hay âäüng cå âiãûn ). b.Nguyãn lyï hoaût âäüng Caïc van tæì T1 âãún T4 âæåüc âiãöu khiãøn theo tæìng càûp T1, T3 vaì T2, T4 lãûch pha 0 nhau 180 . ÅÍ næîa chu kyì âáöu tiãn âiãöu khiãøn måí T1, T3 våïi cæûc tênh âæåüc xaïc âënh dáúu khäng coï trong ngoàûc ) ta coï Ut = En .Doìng âiãûn chaíy tæì dæång nguäön qua T1 ,Zt , T3 vãö ám nguäön . -Âãún thåìi âiãøm T/2 (hoàûc ) ta âaío traûng thaïi âiãöu khiãøn cho T2, T4 dáùn .Nhæng do taíi coï tênh caím khaïng nãn doìng âiãûn khäng âaío chiãöu ngay ,nàng læåüng têch luyí åí âiãûn caím seî duy trç doìng âiãûn theo chiãöu cuî, luïc naìy doìng âiãûn buäüc phaíi thoaït qua caïc diod D2,D4 âãø vãö nguäön theo âæåìng D2 cæûc dæång En qua nguäön En xuäúng cæûc ám vãö D4 (mäüt pháön chaíy qua T2, T4 theo chiãöu ngæåüc ).Nhæ váûy do D2D4 vaì T2 T4 dáùn âiãûn aïp ra taíi âaío cæûc tênh ngay (dáúu trong ngoàûc ) ta coï Ut = -En nhæng doìng âiãûn taíi váøn duy trç theo chiãìu cuí cho âãún thåìi âãøm t2 måïi âaío chiãöu .Âãún âiãøm 2 laûi âäøi traûng thaïi ,quaï trçnh diãøn ra tæång tæû : doìng âiãûn seî duy trç theo chiãöu cuî mäüt âoaûn bàòng t1 nhåì caïc van D1 , D3 , T1, T3 räöi måïi âaío chiãöu . -Qua mäüt chu kyì taíi nháûn âæåüc âiãûn aïp vaì doìng âiãûn laì xoay chiãöu ,âáy chênh laì nguyãn lyï nghëch læu. 4.Bäü nghëch læu aïp ba pha a.Så âäö maûch hçnh (Hçnh III-1)Bàòng caïch màõc thãm mäüt nhaïnh vaìo cáöu nghëch læu mäüit pha ta âæåüc cáöu nghëch læu ba pha taíi R,L âáúu sao . T Â Â1 1 Â3 T3 5 T5 En C0 T4 T6 Â2 T2 Â4 Â6 iA iB iC b.Nguyãn lyï laìm viãûc U ZA ZB ZC Hçnh III-19 0 caïc transistor laìmA viãûc A våïi goïc dáùnB  = 180 theoC biãøu âäö âiãöu khiãøn hçnh (Hçnh III-21), caïc transistor måí láön læåüc tæì T1  T6 våïi goïc lãûch pha giæîa hai transistor laì 600 .Nhæ váûy åí báút kyì thåìi âiãøm naìo cuîng coï ba transistor dáùn (hai cuía nhoïm naìy vaì mäüt cuía nhoïm kia ) cho doìng chaíy qua . Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
25. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút ÅÍ mäùi thåìi âiãøm så âäö âãöu coï mäüt pha màõc näúi tiãúp våïi hai pha âáúu song song do váûy âiãûn aïp trãn taíi chè coï hai giaï trë hoàûc Ed/3 ( khi pha âoï âáúu song song våïi mäüt pha khaïc ) hoàûc 2Ed/3 ( khi noï âáúu näúi tiãúp våïi hai pha khaïc âáúu song song ).Giaí thiãút taíi âäúi xæïng ZA = ZB = ZC theo daûng âiãûn aïp ra ta coï trë hiãûu duûng cuía noï : 2 2 2 2 1 2 1 3 En 3 2 2En U pha U pha d 2 d En d 2 0 0 3 3 3 3 Âãø coï biãøu âäö âiãûn aïp ra taíi theo thåìi gian ,ta xeït mäüt chu kyì laìm viãûc cuía maûch ,trong âoï chè xeït nguyãn lyï hoaût âäüng cuía transistor 0 0 +Giaï trë taûi thåìi âiãøm ban âáöu T1,T5,T6 laìm viãûc tæì 0 âãún 60 Ta coï : UA = UC = 1/3 Ud + UB = -2/3 Ud ZA ZC UAB = UA - Ub = Ud 0 0 Taûi thåìi âiãøm 60  120 T1T2T6 dáùn ta coï : 0 0 0  60 Ud UA = 2/3 Ud UB = UC = -1/3 Ud ZB UAB = UA - UB = Ud 0 0 Taûi thåìi âiãøm 120  180 T1T2T3 dáùn ta coï - UA = UB = 1/3 Ud + UC = -2/3 Ud UAB = 0 ZA Bàòng caïch xaïc âënh âiãûn aïp trãn taíi tæì tæìng khoaíng / 3 0 0 (vç cæï / 3 laûi coï sæû chuyãøn maûch ) 60  120 Ud Âiãûn aïp dáy cuía taíi coï daûng xung chæí nháût 0 Coï âäü räüng 120 vaì âiãöu hoaì . ZB ZC Âiãûn aïp pha cuía taíi coï daûng báût thang . Doìng âiãûn cuía taíi coï daûng xoay chiãöu. - Khäng âiãöu hoaì ,tàng vaì suy giaím theo haìm muî. (Hçnh III-20) + ZB ZA 0 0 120  180 Ud ZC Daûng soïng âiãûn aïp ra cuía bäü nghëch læu hçnh Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
26. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 0 0 0 0 0 0 T1 60 120 180 240 300 360 t T2 t T3 t T4 t T5 t T6 t UA0 2/3Ud t U B0 t U C0 t UAB Ud t U BC t U CA t Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang i A t
27. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Hçnh III-20 5Bäü âiãöu chènh xung aïp: Bäü âiãöu chènh xung aïp mäüt chiãöu (ÂAMC) âæåüc sæí duûng khi coï sàôn nguäön mäüt chiãöu cäú âënh maì cáön phaíi âiãöu chènh âæåüc âiãûn aïp ra taíi .caïc ÂAMC hoaût âäüng theo nguyãn tàõc âoïng ngàõt nguäön mäüt chiãöu våïi taíi mäüt caïch coï chu kyì theo mäüt säú quy luáût nháút âënh .Pháön tæí thæûc hiãûn nhiãûm vuû naìy laì van baïn dáùn ,song do chuïng laìm viãûc våïi nguäön mäüt chiãöu nãn khäng thãø duìng van tiristor thäng thæåìng vç noï khäng thãø khoaï âæåüc mäüt caïch tæû nhiãn vç aïp nguäön khäng âäøi chiãöu nhæ khi laìm viãûc våïi nguäön xoay chiãöu.Do váûy buäüc phaíi coï mäüt maûch chuyãn duûng âãø khoaï tiristor goüi laì “Maûch khoaï cæåîng bæïc “gáy nhiãöu khoï khàn trong làõp maûch thæûc tãú .Vç váûy hiãûn nay ngæåìi ta sæí duûng loaûi van âiãöu khiãøn caí âoïng vaì måí nhæ transistor . a.Så âäö nguyãn lyï vaì phæång phaïp âiãöu chènh xung aïp UBE id T t 0 T1 UBE T2 Ud Ut D0 Zt T Ut iD Hçnh III-21 U t 0 d Trong khoaíng thåìi gian tæì 0  T1 ta cho i Van T måí toaìn bäü t âiãûn aïp nguäön âæåüc âæa ra taíi Ut = Ud t Trong khoaíng thåìi coìn laûi tæì T1  T2 ta âiãöu khiãøn van ngàõt luïc naìy toaìn bäü nguäönid ngàõt khoíi taíi . Luïc naìy giaï trë trung t bçnh cuía âiãûn aïp taíi : 0 T 1 1 T1 U t U d dt U d U d T 0 T iD Våïi = T /T tè säú xung hay âäü räüng xung 1 t Trong giai âoaûn tæì T1  T2 transistor bë khoaï . 0 Do aính hæåíng cuía âiãûn caím phêa mäüt chiãöu nhæ âiãûn caím pháön æïng cuía âäüng cå ,doìng âiãûn it váùn tiãúp tuûc chaíy theo chiãöu cuí âi voìng qua diod D0 . Âiãûn aïp Ut åí giai âoaûn naìy bàòng suût aïp trãn diod nhæng ngæåüc dáúu -Ut = UD 0 Theo biãøu thæïc âiãûn aïp ra taíi Ut ta coï ba phæång phaïp âiãöu chènh Ut âoï laì thay âäøi T = const ,T1 = var Phæång phaïp âäü räüng xung. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
28. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút T = var, T1 = const, Phæång phaïp táön säú xung. T = var, T1 = var, Phæång phaïp xung thåìi gian. Theo 3 phæång phaïp trãn thç phæång phaïp xung thåìi gian coï nhiãöu nhæåüc âiãøm nháút. Táön säú phaíi thay âäøi trãn phaûm vi räüng måïi coï thãø cung cáúp phaûm vi räüng måïi coï thãø cung cáúp mäüt daîy räüng âiãûn aïp ra. Viãûc thiãút kãú bäü loüc våïi táön säú thay âäøi thæåìng gàûp nhiãöu khaí nàng nhiãùu våïi âæåìng dáy âiãûn thoaûi vaì vä tuyãún cao. Trong træåìng håüp mæïc âiãûn aïp tháúp nãúu ta âiãöu khiãøn theo phæång phaïp naìy seî laìm thåìi gian Toff låïn gáy hiãûn tæåüng giaïn âoaûn doìng âiãûn. Nãúu sæí duûng phæång phaïp âiãöu khiãøn âäü räüng xung thç traïnh pháön naìo nhæåüc âiãøm trãn, noï thêch håüp hån nãn ta choün phæång phaïp naìy âãø âiãöu khiãøn. III. TÊNH CHOÜN THIÃÚT BË ÂÄÜNG LÆÛC 1.Caïc thäng säú cho træåïc Pâm = 120 (W) Uâm = 220/380 (V) nâm = 1410 (V/P) fâm = 50 (Hz) Cos 0,75 η = 0,8 P = 2 *caïc thäng säú tênh toaïn Täúc âäü goïc âënh mæïc cuía âäüng cå : n 14010  2 dm 2.3,14 dm 60 60  dm 14758(Rad / s) Moment âënh mæïc cuía âäüng cå . Pdm 120 M dm 0,813(Nm)  dm 147,58 Täúc âäü tæì træåìng quay 60 f 60.50 n dm 1500(v / p) 1 P 2 Hãû säú træåüc âënh mæïc n1 ndm n1 1410 Sdm 1 1 0,06 n1 ndm 1500 Täúc âäü goïc âäöng bäü n 1500  2 1 2.3,14. 157,58 (Rad/s) dm 60 60 Cäng suáút âiãûn tæì âënh mæïc cuía âäüng cå åí chãú âäü âënh mæïc: 1 Pdt.dm Pdm 1M dm  dm Pât.âm = 157.0,813 = 127,64 Täúc âäü âënh mæïc cuía âäüng cå khi laìm viãûc åí täúc âäü âënh mæïc fâm = 50Hz n50Hz = n1(1-s) = 1500(1-0,06) = 1410 (v/p) Do taíi âáúu sao nãn doìng âiãûn chaíy qua mäùi transistor luïc cæûc âaûi bàòng doìng chènh læu vaì cuîng chênh laì doìng vaìo âäüng cå . Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
29. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Pâm = 3.Uf.If.cosφ.η Pdm 120 I f 0,3A 3U f cos . 3.220.0,8.0,75 2.Choün thiãút bë maûch cäng suáút a.Xaïc âënh Ud vaì Id . *.Xaïc âënh Ud Âäüng cå âáúu “sao” giaí thiãút taíi âäúi xæïng ZA = ZB = ZC ta coï trë säú hiãûu duûng cuía âiãûn aïp pha âæåüc tênh laì: 2 2 2 2 1 2 1 3 En 3 2 2En U pha U pha d 2 d En d 2 0 0 3 3 3 3 2 Upha = U våïi Ud = En 3 d Mäùi cuäün dáy cuía âäüng cå âæåüc âàût âiãûn aïp pha bàòng 220 (V) : 2 2 2 2 1 2 1 3 En 3 2 2En U pha U pha d 2 d En d 2 0 0 3 3 3 3 2 U U våïi Ud = En pha 3 d Mäùi cuäün dáy cuía âäüng cå âæåüc âàût âiãûn aïp pha bàòng 220 (V) 3 2U 3 2.220 U pha 466,7(V ) d 2 2 Thæûc tãú giaï trë Ud = 466,7 (V) âàût lãn cuäün dáy stato laì giaï trë âiãûn aïp sau chènh læu âaî træì âi xáúp xè 2(V) do suût aïp trãn caïc transistor cäng suáút váûy giaï trë âiãûn aïp sau chènh læu âæa âãún nghëch læu laì :Ud = 466,7 + 2 = 468,7(V) *Xaïc âënh Id Tæì säú liãûu cuía phuû taíi âäüng cå Ipha = 0,3 (A) Ifmax = 2.0,3 0,42(A) Cäng suáút cuía mäüt pha P’ = P/3 = 120/3 = 40 (W) 2 P' 40 P’ =R.I => R 2 2 444,44() I f 0,3 Doìng âiãûn cå såí : U 468,7 I d 1,05(A) 0 R 444,44 Vç doìng Id taûi mäùi thåìi âiãøm laì täøng ba doìng âiãûn chaûy qua Transistor .Nhæ váûy doìng âiãûn hiãûu duûng chaûy qua mäùi Transistor bàòng mäüt næîa doìng âiãûn hiãûu duûng cuía tæìng pha. Váûy doìng âiãûn Id qua nghëch læu laì: 3 3 I I 0,3 0,45(A) d 2 f 2 b.Tênh choün bäü chènh læu: Âiãûn aïp âáöu ra cuía bäü loüc CL : Ud = 468,7 (V). Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
30. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Nãúu coi suût aïp trãn cuäün khaïng laì khäng âaïng kãø , doìng âiãûn sau chènh læu chênh laì doìng âàût vaìo bäü nghëch læu. Theo âãö taìi thç cäng suáút âäüng cå laì nhoí ,do âoï ta choün bäü chènh læu cáöu mäüt pha seî thuáûn tiãûn vaì âån giaín hån trong thiãút kãú maûch chènh læu vaì maïy biãún aïp. Mäüt caïch gáön âuïng ta coi doìng âiãûn cæûc âaûi âàût vaìo âáöu vaìo cuía bäü nghëch læu laì doìng Id = 0,45 (A) suût aïp trãn maïy biãún aïp laì 5,5%Id suût aïp trãn âiãûn tråí khaïng laì 3,5% coìn suût aïp trãn hai van chènh læu khoaíng 2 (V) Âiãûn aïp chènh læu luïc khäng taíi : Ud0 = Ud.1,055+2 = 468,7.1,055 + 2 = 493,5 (V) Giaï trë hiãûu duûng âiãûn aïp pha thæï cáúp maïy biãún aïp,vç chènh læu cáöu mäüt pha nãn: 2 2 U U 0,9U d 0 2 f 2 f U 2 f U d 0 1,11.493,5 550(V ) 2 2 Âiãûn aïp ngæåüc mäùi diod phaíi chëu laì : U ng 2U 2 f 1,41.550 777(V ) Giaï trë trung bçnh cuía doìng chaíy trong mäùi diod : I d 0,45 ID = 0,15(A) 3 3 Âãø diod laìm viãûc an toaìn vaì láu daìi ta choün hãû säú dæû træî vãö aïp vaì doìng âiãûn laì : KU = 1,6 Ki = 1,2 Ung.max = 1,6.777.7 = 1244(V) Vaì chëu âæåüc doìng trung bçnh : Id = 1,2.0,15= 0,18(A). Tra saïch “SÄØ TAY LINH KIÃÛN ÂIÃÛN TÆÍ VAÌ BAÏN DÁÙN” ta choün Transistor loaûi D1427 màõc theo kiãøu diod. Chëu âæåüc aïp :1500 (V). Chëu doìng :7 (A). c.Tênh choün bäü loüc : Nhæ âaî giåïi thiãûu åí pháön træåïc ta coï cäng thæïc tênh choün bäü loüc nhæ sau: U c an KLC = goüi laì tè säú nháúp nhä âiãûn aïp . 2V n 2 . 2 .LC an LC 2 2 n . .K LC Trong âoï : a = 0,425 vaì n = 2 :chènh læu cáöu mäü pha. Màûc khaïc : U KLC = trong âoï : U 5%U d 2U 2 f U 0,05.468,7 23,43(V) 23,43 K 0,03 LC 777,7 0.425.2 LC 71,8.10 6. 4.3142.0.03 Vç biãún táön nguäön aïp nãn ta choün tuû C låïn hån. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
31. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Nãúu choün tuû C = 340F thç : 71,8.10 6 L 0,21(H ) 340.10 6 b.Tênh choüin bäü nghëch læu: Theo âãö taìi ta tênh âæåüc If = 0,3(A) .Nãn doìng âiãûn låïn nháút chaíy qua mäùi Transistor laì: Imax = Id.Ki våïi Ki = 2,5 Imax = 0,42.2,5 = 1,125(A) Vaì chëu âæåüc âiãûn aïp ngæåüc laì : Ung = Ud.KU Våïi KU = 1,5 Ung = 468,7.1,5 = 703,05(V) Tra saïch SÄØ TAY LINH KIÃÛN ÂIÃÛN TÆÍ VAÌ BAÏN DÁÙN ta choün Transistor loaûi : D1878 Våïi doìng IC = 7(A) Vaì aïp VCE = 800(V) e.Tênh choün maïy biãún aïp : Vç taíi cäng suáút nhoí nãn ta choün så âäö chènh læu cáöu mäüt pha ,vaì do âoï âãø thêch håüp våïi så âäö naìy ta choün maïy biãún aïp mäüt pha .Våïi så cáúp láúy âiãûn aïp pha 220(V) tæì læåïi âiãûn xoay chiãöu . U 550 - Tè säú biãún aïp : m 2 2,5 U1 220 - Giaï trë hiãûu duûng cuía doìng chaíy trong mäùi pha thæï cáúp MBA: Nãúu boí qua thåìi gian truìng dáùn ,thç doìng chaíy qua thæï cáúp maïy biãún aïp chênh laì doìng Id I2f = Id = 0,45(A) - Giaï trë hiãûu duûng cuía doìng så cáúp MBA: I1 = m.I2 =2,5.0,45 = 1,125(A) - Cäng suáút biãøu kiãún cuía MBA : S = (S1 + S2 )/2 S1 = U1I1 =1,125.220 = 247,5 (VA) S2 = U2I2 = 0,45.550 = 247,5 S = (S1 + S2)/2 =247,5 (A) *.Maûch tæì : Choün maïy biãún aïp mäüt pha tiãút diãûn loíi : Q = 1,2 P 1,2. 247,5 18,87 Choün maûch tæì coï: a = 4,5 Váûy suy ra : b = 18,87/4,5 = 4,1 Maûch tæì coï daûng nhæ hçnh dæåïi (Hçnh III-21). Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
32. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 20 20 45 60 44 Bàòng tän silic coï täøn tháút 1,3W/kg troüng læåüng 7,5kg/dm2 . *Truû ngoaìi : 120 Tiãút diãûn thä : 4,4.4,5 = 19,8 (cm2). Tiãút diãûn hiãûu quaí : 0,95.19,8 = 18,87.(cm2) Troüng læåüng : 0,1887.0,6.7,5 = 0,75 kg. Hçnh III-19 *Truû giæîa : Tiãút diãûn thä : 2.4,4 = 8,8 (cm2). Tiãút diãûn hiãûu quaí : 0,95.8,8 = 8,36 (cm2). Troüng læåüng : 0,0836.0,6.7,5.2 = 0,75 kg. *Quy laït(culasse) Tiãút diãûn thä : 12.4,4 = 52,8(cm2). Tiãút diãûn hiãûu quaí : 0,9.52,8 = 45,52 (cm2). Troüng læåüng : 0,4552.0,2.7,5.2 = 1,36 kg Tæì caím : Trong caïc truû ta choün Bm = 1,1 Tesla 6,65 Trong caïc quy laït ta choün B’m = 1,1. .1,92Tesla 3,8 *Dáy quáún maïy biãún aïp : -Säú voìng dáy quáún maïy biãún aïp : +Säú voìng/vän så cáúp : W1 = 45/B.SFe = 45/1,1.18,87 = 2,16 +n1 W1.U1 2,16.220 475 voìng -Säú voìng dáy thæï cáúp maïy biãún aïp : Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
33. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút +Säú voìng vän thæï cáúp maïy biãún aïp : W2 = W1/ η%. Våïi cäng suáút cuía âäüng cå âæåüc choün ,Tra daîi cäng suáút ta âæåüc η = 0,87. W 2 = 2,16/0,87 = 2,48 voìng n 2 = W2.U2 = 2,48.550 = 1365 voìng *Tênh âæåìng kênh dáy. -choün máût âäü doìng âiãûn j = 3. Âæåìng kênh dáy âæåüc tênh theo cäng thæïc kinh nghiãûm sau: +Âæåìng kênh dáy quáún så cáúp maïy biãún aïp : I 1,125 d 1,13 1 1,13. 0,69mm 1 j 3 +Âæåìng kênh dáy quáún thæï cáúp maïy biãún aïp: I 0,45 d 1,13 2 1,13. 0,43mm 2 j 3 Choün dáy : d1 = 0,7mm d2 = 0,45mm *ÄÚng quáún dáy : Baïn kênh trong cuía âæåìng troìn bao truû : 4,42 4,52 31,4mm 2 -Läöng vaìo mäùi truû mäüt äúng quáún dáy bàòng váût liãûu caïch âiãûn daìy 1mm coï baïn kênh trong 31,4mm ,váûy baïn kênh trong cuía dáy quáún så cáúp laì : 31,4mm. -Dáy quáún så cáúp coï säú voìng dáy laì 475 voìng chia laìm 4 låïp ,mäùi låïp 119 voìng. +Giæîa hai låïp âàût mäüt låïp caïch âiãûn daìy 0,1mm, -Dáy quáún thæï cáúp . +Giæîa så cáïp vaì thæï caïp âàût mäüt låïp caïch âiãûn daìy 3mm. +Dáy quáún thæï cáúp coï 1365 voìng chia laìm 10 låïp (mäùi låïp coï 137 voìng). +Giæîa hai låïp âàût mäüt låïp caïch âiãûn daìy 0,1mm. e.Tênh choün Transistor cuía bäü bàm âiãûn aïp mäüt chiãöu: ÅÍ âáy ta duìng phæång phaïp âiãöu biãún âäü räüng xung Goüi T1 laì thåìi gian måí cuía Transistor . T2 laì thåìi gian khoaï cuía Transistor Ud laì âiãûn aïp trung bçnh træåïc bäü biãún âäøi . Ut laì âiãûn aïp trung bçnh sau bäü biãún âäøi . 1 T U U dt 1 U U t T d T d d Choün táön säú cuía bäü biãún âäøi f = 100Hz 1 1 Suy ra T = T1 + T2 = 10ms f 100 +Phaûm vi âiãöu chènh âiãûn aïp cuía ta laì Zmin = 0,2 Zmax = 0,9 Hiãûu suáút nghëch læu laì η = 0,8 theo âënh luáût baío toaìn nàng læåüng ta coï Pdm Pdm U t .I t suy ra : I t  .U t Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
34. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 2 2 Våïi U U 3,14.220 488,5(V ) t 3 f 2 120 Váûy I 0,30(A) t 0,8.488,5 Nhæ váûy doìng chaíy qua Transistor cuía bäü âiãöu chènh xung âiãûn aïp laì Itmax = 0,30 (A) Choün hãû säú quaï doìng Ki= 3 thç ta choün Transistor phaíi chëu âæåüc doìng : ID = 3.0,30 = 0,9 (A). Nãúu ta xem suût aïp cuía bäü loüc phêa træåïc nghëch læu laì khäng âaïng kãø ,thç giaï trë âiãûn aïp phêa sau bäü biãún âäøi taûi thåìi âiãøm cæûc âaûi cuía bäü âiãöu chènh laì: UZmax = 488,5(V). Váûy âiãûn aïp âáöu vaìo cuía bäü biãún âäøi : U Z max 488,5 U d 542,7(V ) Z max 0,9 Choün hãû säú an toaìn vãö aïp KU = 1,5 thç âiãûn aïp ngæåüc Transistor phaíi chëu laì : U ng.max 1,5.542,7 814,16(V ) Tra saïch “SÄØ TAY LINH KIÃÛN ÂIÃÛN TÆÍ VAÌ BAÏN DÁÙN” ta chon Transistor loaûi: D1878 VCE = 800 (V) ICE = 7(A). f.Tênh choün diod D0 Diod coï taïc duûng duy trç doìng âiãûn qua taíi Zt khi Transistor ngàõt maûch (khoaï ).Do doìng aính hæåíng cuía doìng âiãûn phêa træåïc mäüt chiãöu (âiãûn caím pháön æïng cuía âäüng cå vaì âiãûn caím cuía bäü loüc ),doìng âiãûn seî tiãúp tuûc chaíy theo chiãöu cuî mäüt thåìi gian næîa måïi tàõt.Doìng âiãûn naìy âi qua diod D0 naûp vaìo tuû C0 âãø ngàn ngæìa âiãûn aïp tæû caím trãn cuäün dáy L quaï låïn luïc chuyãøn maûch cuía Transistor tæì traûng thaïi måí sang traûng thaïi khoaï vaì baío vãû Transistor traïnh bë âaïnh thuíng våïi âiãûn aïp ngæåüc Ung.max Så âäö dqaûng soïng biãøu diãøn quaï trçnh doìng âiãûn vaì âiãûn aïp phêa sau bäü chènh læu (hçnh III-23) Ud UZ t T T 1 2 I IZ I min t Giaï trë trung bçnh cuía doìng qua diod D0 laì : Hçnh III-23 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
35. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 1 T 1 T 1 ID0 = I D0 dt I D0 dt T T1 I d T 0 T T1 T ID0 = (1- ).Id våïi Id = .I t 1 Âãø tçm ID0max ta âaûo haìm ID0 theo ta coï 2 1 I I .0,30 / 4 0,073(A) D0 4 t Diod cáön choün coï doìng cæûc âaûi laì (choün hãû säú dæû træî doìng âiãûn laì KI = 3): ID = 3.0,073 = 0,22 (A) Vaì chëu âæåüc âiãûn aïp ngæåüc laì Ung = Ut.KU våïi KU = 1,35. Ung.max = 489,6.1,35 = 760,96(V). Tra saïch säø tay linh kiãûn âiãûn tæí vaì baïn dáùn ta choün diod loaûi : CHÆÅNG IV MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN Så âäö khäúi cuía hãû thäúng âiãöu khiãøn: Phaït xung Phán phäúi Khuyãúch âiãöu khiãøn xung âaûi xung I- PHAÏT XUNG CHUÍ ÂAÛO : Kháu phaït xung chuí âaûo duìng IC555 laìm viãûc åí chãú âäü phi äøn coï taïc duûng taûo ra daîy xung coï táön säú mong muäún I-1. Giåïi thiãûu IC555 : Vi maûch IC555 do haîng Signetics chãú taûo gäöm 2 khuyãúch âaûi thuáût toaïn OA1, OA2 thæûc hiãûn chæïc nàng so saïnh mäüt Trigå, mäüt Transitor vaì 3 âiãûn tråí mäùi caïi 5k  Vi maûch coï 8 chán nhæ hçnh veî 8 4 5k 7 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang 5 6 OA1 5k 2 3 OA2 5k 1
36. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Sô ñoà vi & maïch IC555 & 1. Näúi våïi cæûc ám cuía nguäön nuäi 2. Kêch láût khi V2=2E /3 thç V3 = 0 3. Cäøng ra V(3) min = 0,1v , V(3)max= 0.5v, I(3)max =0.2A 4. Chán 4 khoaï khi V(4) = 0 thç V(3) = 0, nãúu khäng cáön khoaï thç näúi 4 vaìo 8 5. Loüc nhiãùu, thæåìng thç gàõn tuû âiãûn 0,01. thç chán 5 xuäúng mass 6. Nguäön láût V6 = 2E/3 thç V3 = 0 7. Chán phoïng âiãûn thæåìng âæåüc âáúu våïi tuû C cuía maûch ngoaìi 8. Näúi våïi cæûc dæång cuía nguäön nuäi E =5-18v tiãu thuû doìng âiãûn 0,7 mA/1V nguäön nuäi I-2. Så âäö maûch phaït xung chuí âaûo : I-2.a Så âäö maûch : Vcc (5-15v) 8 Vc Ra 3 IC 7 555 Rb 6 5 2 1 C 0.01uF I-2.b Nguyãn lê laìm viãûc : ÅÍ traûng thaïi ban âáöu måïi cáúp âiãûn, âiãûn aïp trãn tuû Uc = 0. Do váûy âiãûn aïp taûi chán 2 vaì 6 cuîng bàòng 0 nãn åí âáöu ra chán 3 âiãûn aïp åí mæïc cao ( Uc = 17v ) vaì âáöu chán 7 åí mæïc tháúp ( = 0 ). Tuû C bàõt âáöu naûp âiãûn tæì +Vcc qua Ra , Rb âiãûn aïp trãn tuû caìng tàng. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
37. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Khi âiãûn aïp trãn tuû C 2Ucc/3 thç bàõt âáöu 3 seî chuyãøn traûng thaïivãö mæïc tháúp coìn chán 7 seî åí mæïc cao, luïc naìy tuû C seî phoïng âiãûn, âiãûn aïp trãn tuû caìng giaím. Khi âiãûn aïp trãn tuû giaím âãún giaï trë Uc =Ucc /3 thç âáöu âäøi mæïc traûng thaïi chuyãøn lãn mæïc cao coìn chán 7 chuyãøn vãö mæïc tháúp, tuû âiãûn C laûi naûp âiãûn tråí laûi, quaï trçnh dao âäüng cæï tiãúp diãùn, åí âáöu ra chán 3 seî âæåüc daîy xung âiãöu khiãøn vaì sau âoï âæa âãún kháu phán phäúi xung. * Daûng xung ra nhæ sau : Vc 2/3 Vcc 1/3 Vcc  Vo  II- KHÁU PHÁN PHÄÚI XUNG : Yãu cáöu phán phäúi xung laì taûo ra caïc xung âiãöu khiãøn måí Transitor theo quy luáût âoïng måí âäüng cå, tæì baíng tuáön tæû dáùn âiãûn cuía caïc van Transitor ta coï nháûn xeït sau: + Khi T1 dáùn thç T4 khoïa, tæïc laì T1 coï xung âiãöu khiãøn thç T4 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn + Khi T2 coï xung thç T3 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn Âãø taûo âæåüc sæû phán phäúi xung nhæ váûy cáön sæí duûng caïc Trigå våïi caïc âáöu ra âaío vaì khäng âaío. Theo nhæ phán têch trãn thç coï 2 Trigå ( 2 Trigå âãúm täúi âa âæåüc 2 traûng thaïi tæïc laì coï 2 xung âáöu vaìo thç âáöu ra nháûn âæåüc 1 xung ra, nhæng trong 1 chu kç âiãûn aïp chè coï 2 xung ( mäùi xung caïch nhau 1/2 chu kỳ ) nãn chè âæåüc xáy dæûng bäü âãúm Modul 2 maì thäi tæïc laì åí âáöu vaìo coï 2 xung thç âáöu ra coï 1 xung, xung âæåüc cung cáúp tæì âáöu ra cuía kháu phaït xung chuí âaûo IC555 Bäü âãúm âæåüc xáy dæûng trãn cå såí cuía Trigå T ( Flip Flop T) Taûi moüi thåìi âiãøm trong bäü nghëch læu luän coï 2 Transitor ( trong 4 Transitor ) måí nãn cáön phaíi phán phäúi xung âãún caïc Transitor phuì håüp våïi yãu cáöu måí traûng thaïi cáön coï cuía caïc Flip Flop T nhæ sau: Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
38. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Tæì âoï ta thaình láûp baíng traûng thaïi cuía caïc Flip Flop T Dæûa vaìo baíng traûng thaïi cho caïc Flip Flop T ta tçm âæåüc sæû liãn hãû giæîa caïc âaûi læåüng âáöu vaìo vaì ra cáön täúi giaín theo phæång phaïp Karnaugh CK Q Q Bộ tạo xung phân phối dùng T- FF có đầu vào T=1: 1 T Q T1.T3 CK Q T2.T4 Clock III - KHÁU KHUYÃÚCH ÂAÛI XUNG: Kháu khuyãúch âaûi duìng linh kiãûn baïn dáùn, trong âoï sæí duûng caïc pháön tæí gheïp quang (Optocoptcur ) nhàòm caïch ly giæîa maûch âäüng læûc vaì maûch âiãöu khiãøn Så âäö khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút thuäüc nhoïm chàôn Nguäön taûo xung + Nguäön phuû +Ua 5v 12v Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNGR5 R 6 Trang 1 4 Âi âãún âäüng cå vaì Transitor cäng TPL-521 suáút nhoïm leí âi kãö Tæì caïc 2 3 R4 Flip Q2 Q1 Transitor Flop T cäng suáút tåïi nghëch læu nhoïm -E chàôn Ám nguäön nghëch læu
39. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Så âäö khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút thuäüc nhoïm Nguyeân lyù laøm vieäc : Khi tên hiãûu âæa vaìo chán B cuía Transitor Q1 tæì caïc Trigå åí mæïc logic ‘0’ thç Q1 ngæng dáùn , âáöu vaìo vaì âáöu ra cuía Optocoptaur khäng coï doìng, do âoï Q2 ngæng dáùn vaì Transitor T khäng âæåüc kêch thêch åí cæûc B. khi tên hiãûu âáöu vaìo cuía chán B cuía Q1 tæì caïc Trigå åí mæïc logic ‘1’ thç Q1 dáùn doìng , laìm cho Q2 dáùn vaì kêch Transitor cäng suáút dáùn IV - TÊNH TOAÏN MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN: IV-1. Xaïc âënh táön säú xung ra cuía IC555 vaì caïc Trigå: Vi maûch IC555 laìm viãûc åí chãú âäü tæû dao âäüng, táön säú dao âäüng phuû thuäüc vaìo sæû phoïng naûp cuía tuû C. Khi tuû C naûp qua 2 âiãûn tråí R1 vaì R2: tæì så âäö maûch âiãûn ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maûch âiãûn: iR +Uc = Vcc du i: doìng âiãûn naûp cho tuû, i = C. c dt Phæång trçnh mä taí quaï trçnh naûp cho tuû du C c + u = V Viãút hãû phæång trçnh naìy dæåïi daûng toaïn tæí Laplace r dt c cc duc  L Tn  + L uc  = LVcc = våïi Tn C.R dt  Vcc Hay Tn [PUc(p) - Uc(0) ] + Uc(p) = p Vcc Uc(p)(Tnp +1) = + TnUc(0) p Taûi thåìi âiãøm ban âáöu cuía quaï trçnh naûp âiãûn thç Uc(0) = Vcc/3 Vcc Váûy phæång trçnh viãút laûi : Uc(p) [ Tnp + 1] = +TnVcc/3 p V cc 1 V ccT n V cc V ccT n Uc(p) = + = + P(T n P 1) 3 T n P 1 1 1 pT n (P ) 3T n (P ) T n T n Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
40. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút V cc T n T n V cc 1 2 Uc(p) = ( ) = Vcc[] T p 1 1 P 1 n P 3(P ) 3(P ) T n T n T n Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc cuía toaïn tæí Laplace : t 2 T n Uc(t) = Vcc (1 - e ) (1) 3 Khi kãút thuïc quaï trçnh naûp thç Uc (T1) = 2Vcc/3 , thay vaìo (1) ta coï 2V 2 T1 cc V (1 e T n ) (2) 3 cc 3 tæì phæång trçnh (2) giaíi ra ta âæåüc T = 0,7.C.(R +R ) 1 A B Tæång tæû phæång trçnh phoïng âiãûn cuía tuû V cc Uc(p) (TnP + 1 ) = T U (0) (*) P n c Taûi caïc thåìi âiãøm ban âáöu, cho quaï trçnh tuû phoïng laì: Uc(0)=2Vcc/3,thay vaìo (*) v cc 2 ta âæåüc Uc(p) (TnP +1 ) = T V P 3 n cc V cc 2 V cc V cc T n T n 2 V cc Uc(p) = [( ) ] 1 3 1 T n P 1 3 1 T n P(P ) P P P T n T n T n T n 1 1 U (p) = V [ ] c cc 1 P 3(P ) T n t 1 T n Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc Uc(t) = Vcc(1 - )e (3) 3 Kãút thuïc quaï trçnh phoïng âiãûn thç : Uc(T1) = Vcc/3, thay vaìo (3) ta âæåüc V 1 T2 cc V (1 e T n ) 3 cc 3 T2 = 0,7Tn = 0,7CR vç quaï trçnh phoïng âiãûn chè phoïng qua RB do váûy chu kç xung ra laì: T = T1 + T2 = 0,7C(R1 +2R2 ) Táön säú xung ra cuía vi maûch IC555 : 1 1 f555 = = T 0,7C (R1 2R2 ) Vç coï 6 xung åí âáöu vaìo (xung CLOCK ) láúy tæì IC555 thç åí âáöu ra cuía Trigå coï 1 xung, nhæ váûy táön säú xung ra cuía caïc Trigå xuîng chênh laì táön säú cuía âiãûn aïp xoay f 555 1 1 chiãöu trãn taíi f = = = 6 6.0,7C (R1 2R2 ) 4,2C (R1 2R2 ) Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
41. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Muäún thay âäøi táön säú nguäön thç ta phaíi thay âäøi táön säú maûch phaït xung chuí âaûo IC555 tæïc laì âiãöu chènh giaï trë C,R1,R2. âãø âån giaín ta choün træåïc giaï trë tuû C vaì âiãöu chènh bàòng caïch thay âäøi giaï trë cuía caïc âiãûn tråí R1, R2. Våïi taíi laì âäüng cå khäng âäöng bäü räto läöng soïc, yãu cáöu âiãöu chènh táön säú nguäön cung cáúp cho taíi tæì 15- 50hz. Ta choün giaïi trë tuû C laì 0,1f Giaï trë âiãûn tråí R1 seî tæång æïng våïi táön säú 50hz vaì R2 = 0 laì 1 50 = 6 R1 = 47600  láúy R1 = 47k 4,2.0,1.10 R1 Giaï trë âiãûn tråí R2 seî tæång æïng våïi táön säú 15hz vaì R1 = 47k 1 15 = 6 3 R 2 = 55,8k láúy R2 = 50k 4,2.0,1.10 (47 2R2 ).10 Bäü phán phäúi xung duìng 2 vi maûch 4013 chæïa 2 Trigå D loaûi CMOS coï âiãûn aïp ra mæïc logic ‘1’ laì 4,9v vaì doìng khoaíng 500A IV-2. Tênh choün caïc pháön tæí maûch khuyãúch âaûi xung: Theo tênh toaïn træåïc, Transitor cäng suáút T cuía pháön nghëch læu choün loaûi BUX-48 coï caïc thäng säú  7.5 , IC max=9A våïi doìng laìm viãûc IClv=6,73A thç doìng cuía Bazå T laì 6,73 IB= = 0,89A 7.5 IV-2.a Tênh choün caïc pháön tæí cuía maûch khuyãúch âaûi xung * Choün Transitor Q1: choün theo âiãöu kiãûn Ic = Iop = 5mA, VCE>VCC loaûi NPN Váûy ta choün loaûi 2SC828 0 Thäng säú P (mw) FT(MHz) t C UCB max UCE max UBE max Ic max  Type C828 250 200 125 30 30 5 50 220 SN Âiãûn tråí R5 choün theo âiãöu kiãûn V V V CC LEP CE (Q1 ) 5 2 0,5 R5 = = = 500 () I op 5 Choün R5 = 470 Vç Q1 chæa baîo hoaì nãn hãû säú khuyãúch âaûi doìng låïn, vê duû  = 200 váûy doìng 3 I c 5.10 IB = = = 25A  200 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
42. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Doìng naìy nhoí hån doìng cung cáúp cuía maûch CMOS 4013 nãn ta cho thãm âiãûn tråí haûn doìng V V V V cc CEsat (Q1 ) D BE (Q1 ) 5 0,2 0,7 0,7 R4 = 5 136000 =136K I B 2,5.10 Trãn thæûc tãú nãn duìng trë säú nhoí hån, vê duû 68K âãø âaím baío LED optocopteur âæåüc cung cáúp âuí doìng. Choün R4 = 68K *Choün Transitor Q2: theo âiãöu kiãûn IC (Q2) > IBT = 0,84A UCE(Q2) > UCE = 30v loaûi NPN Váûy choün Q2 laì loaûi C2275 coï caïc thäng säú sau Thäng P(w) f (MHz) t0C U (v ) I  Type säú T CE max C max C2275 25 200 150 150 1,5 A 40 SN *OPTOCOPTEUR: choün loaûi TLP-521 do Nháût Baín chãú taûo coï caïc thäng säú sau: 11 Âiãûn tråí caïch ly: RCL =10  Âiãûn aïp caïch ly: 2500v doìng âiãûn phaït quang 5mA Tè säú truyãön doìng 50-100 láön láúy tè säú truyãön doìng 50 ta coï IOP = 5.50 = 250 mA = IB (Q2) IC (Q2) = IB(Q2) = 40.0,25 = 10A, doìng âiãûn naìy quaï låïn so våïi doìng âiãûn I CQ2 0,84 cáön laì I 0,021A nãn ta gàõn thãm R6 âãø haûn chãú doìng âiãûn BQ 2  40 V V V CC BE (Q2 ) BE (T ) 15 0,7 1,5 Choün R6 = 690 choün R6 =560 1/8W, åí âáy I 0,021 BQ 2 âiãûn aïp nuäi maûch kên laì 15v IV-3. Choün maûch âiãöu khiãøn bäü âiãöu chènh xung âiãûn aïp: Nhæ ta âaî tênh toaïn åí trãn, Transitor trong bäü âiãöu chènh xung laìm viãûc åí táön säú 500hz vç váûy ta phaíi choün bäü âiãöu khiãøn Transitor sao cho táön säú xung âiãöu khiãøn phaíi bàòng 500hz. Åí âáy ta choün vi maûch taûo xung IC555 våïi táön säú xung ra f555 = 500hz nhæ âaî tênh toaïn åí trãn ta coï táön säú xung ra cuía IC555 laì: 1 1 f555 = T 0,7C (R1 2R2 ) Ta choün tuû C= 0,047F, ta coï 1 f555 = R 6 500 1+2R2 =60790  0,7.0,047.10 (R1 2R2 ) Choün R1 = 18K R2 = 47K CHÆÅNG IV THIÃÚT KÃÚ MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
43. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút A.HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÖU KHIÃØN TÁÖN SÄÚ Maûch âiãöu khiãøn nghëch læu aïp ba pha coï nhiãûm vuû : +taûo xung âiãöu khiãøn âãø khêch måí láön læåüc 6 Transistor cäng suáút ,mäùi xung kêch coï pha caïch nhau 1/6 chu kyì âiãûn aïp ra cuía bäü nghëch læu. +Âäü räüng mäùi xung âiãöu khiãøn phaíi bàòng thåìi gian mäùi Transistor åí traûng thaïi dáôn , tæïc laì bàòng 1/2 chu kyì âiãûn aïp ra cuía bäü nhgëch læu . +Khäng kêch måí hai Transistor trong cuìng mäüt pha laìm viãûc âäöng thåìi. +Taûi mäüt thåìi âiãøm báút kyì âãöu coï ba Transistor dáùn hai cuía nhoïm naìy vaì mäüt cuía nhoïm kia. I.Chæïc nàng cuía hãû thäúng âiãöu khiãøn : -Taûo ra nhæîng xung coï âäü räüng nháút âënh vaì hçnh daûng nháút âënh ,phán phäúi xung theo tæìng pha tæång æïng vaì thay âäøi thåìi âiãøm âàût xung vaìo cæûc âiãöu khiãøn cuía van, hãû thäúng âiãöu chènh bao gäöm : +Bäü phaït xung chuí âaûo : laì caïc kháu dao âäüng coï nhiãûm vuû taûo ra caïc xung âiãöu khiãøn âæa âãún bäü phán phäúi xung âãø âiãöu khiãøn tæìng Transistor . +Kháu phán phäúi xung : Laìm nhiãûm vuû phán phäúi xung tåïi tæìng kháu khuyãúch âaûi xung theo mäüt tráût tæû nháút âënh vaì táön säú phuû thuäüc vaìo kháu phaït xung chuí âaûo. +Kháu khuyãúch âaûi xung : coï nhiãûm vuû khuyãúch âaûi xung tæì bäü phán phäúi xungâæa âãún kêch måí Transistor ,ngoaìi ra coìn sæí duûng caïc bäü gheïp quang nhàòm caïch ly maûch âiãöu khiãøn vaì maûch âäüng læûc. *Så âäö khäúi maûch âiãöu khiiãøn (Hçnh IV-1) Phaït xung Phán phäúi Khuyãúch Van chuí âaûo xung âaûi xung Hçnh IV-1 II.Phán têch maûch thiãút kãú : !.Khäúi taûo xung: a.Giåïi thiãûu vi maûch IC 555 : Vi maûch 555 laì loaûi âa nàng, Bãn trong bao gäöm hai bäü so saïnh,1 trigger,BJT vaì ba âiãûn tråí 5k . Vãö cáúu taûo thæûc cháút bãn trong IC555 bao gäöm 25 BJT 2 diod vaì 16 chán âiãûn tråí ,caïc âáöu ra bãn ngoaìi gäöm 8 chán : Chán 1 : näúi ám nguäön hay näúi masse. Chán 2 : Âáöu vaìo khäng âaío cuía bäü so saïnh thæï hai. Chán 3 : Âáöu ra V3min = 0,1V ;V3max = E-0,5(V) I3max = 0,2(A) Chán 4 : chán reset (Chán khoaï ,nãúu khäng cáön khoaï thç näúi dæång nguäön). Chán 5 : âënh mæïc aïp âiãöu khiãøn ,loüc nhiãøu ,thæåìng näúi tuû 0,1F. Chán 6 :âënh mæïc ngæåîng V6 = 2E/3 thç V3 = 0. Chán 7 : chán xaí thæåìng näúi våïi tuû C åí maûch ngoaìi . Chán 8 : näúi dæång nguäön E = 5 15 (V) tiãu thuû doìng 0,7 (A) khi nguäön laì 5(V) khi nguäön näúi 15(V) thç I = 3 (A). IC 555 coï ráút nhiãöu æïng duûng ,caïc daûng æïng duûng âoï âæåüc chia ra laìm hai daûng cå baín : -Maûch âån äøn (monnastable) Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
44. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Âàût tênh cuía maûch naìy laì coï mäüt traûng thaïi bãön traûng thaïi thæï hai laì taûm thåìi .Thåìi gian tråí laûi traûng thaïi äøn âënh phuû thuäüc vaìo maûch dao âäüng R-C bãn ngoaìi (maûch thæåìng duìng laìm maûch timer). -Maûch dao âäüng âa haìi (astable): Âàûc tênh cuía maûch naìy laì noï phaït xung chuáøn (thæåìng âæåüc æïng duûng laìm bäü tao xung nhëp) Cáúu taûo bãn trong cuía IC 555 (Hçnh IV-2): 8 7 5 - 6 OA1 + R 3 S Pr Q 2 D - OA1 + 4 b.Så âäö æïng duûng1 cuía maûch tao xung Hçnh IV-2 Så âäö nguyãn lyï cuía maûch taûo xung (Hçnh IV-3) +Khäúi phaït xung IC 555 laìm Vcc = 5 viãûc åí chãú âäü dao âäüng taûo daîy  8 15 4 Ura xung coï táön säú nhæ mong muäún .Ra 3 +Nguyãn lyï laìm viãûc : 7 ÅÍ traûng thaïi ban âáöu måïi cáúp âiãûn ,âiãûn aïp trãn tuû C Rb 6 Vc = 0,nhæ váûy âiãûn aïp ra taûi 2 chán säú 2,6 cuîng bàòng khäng 5 nãn âáöu ra chán säú 3 åí mæïc cao. Chán säú 7 mæïc cao ,tuû C seî C 1 0,1F âæåüc naûp tæì Vcc qua Ra,Rb ,xuäúng masse. Tuû caìng naûp âiãûn aïp trãn tuû caìng tàng . Khi âiãûn aïp trãn tuû âaût Vc 2 Vcc/3 thç âáöu ra seî chuyãøn traûng thaïi vãö mæïc tháúp, chán säú 7 chuyãøn vãö mæïc tháúp,luïc naìy tuû C phoïng Hçnhâiãûn IV-3 qua chán 7.Âiãûn aïp trãn tuû giaím dáön âãún Vcc/3 thç âáöu ra chuyãøn lãn mæïc cao,chán 7 chuyãøn lãn mæïc cao tuû C Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
45. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút âæåüc naûp tråí laë .Quaï trçnh dao âäüng cæï tiãúp tuûc nhæ váûy vaì âáöu ra chán säú 3 cuía IC seî coï mäüt daîy xung vuäng . - daûng xung ra : Vc 2/3Vc 1/3Vc t 0 Ura T2 T1 T t 0 2.Kháu phán phäúi xung. *. Yãu cáöu cuía kháu phán phäúi xungHçnh laìIV-4 âæa caïc xung âiãöu khiãøn måí caïc Transistor theo âuïng quy luáût âoïng måí cuía noï . *. Theo yãu cáöu tuáön tæû dáùn âiãûn cuía caïc Transistor ta coï nháûn xeït sau : +Khi T1 coï xung âiãöu khiãøn måí dáùn doìng thç T4 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn , T4 khoaï . +Khi T3 coï xung âiãöu khiãøn thç T6hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn . +Khi T5 coï xung âiãöu khiãøn thç T2 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn . *. Âãø taûo âæåüc caïc xung âiãöu khiãøn nhæ váûy ta sæí duûng caïc trigger våïi âáöu ra âaío vaì khäng âaío.Theo nhæ phán têch åí trãn thç thç ta cáön coï ba trigger (tæïc laì coï täúi âa 8 traûng thaïi ) våïi 8 xung âáöu vaìo thç âáöu ra nháûn mäüt xung .Nhæng trong mäüt chu kyì âiãûn aïp thç ta chè coï saïu xung âiãöu khiãøn thç âáöu ra coï mäüt xung, xung âæåüc cáúp tæì âáöu ra cuía kháu phaït xung chuí âaûo IC 555 . Caï traûng thaïi cáön coï cuía caïc trigger nhæ sau : 1 2 3 4 5 6 7 6 t 6 Q1 t 6 Q2 t 6 Q3 t 6 Q1 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG t Trang 6 Q2 t 6 Q3 t 6 Hçnh IV-5
46. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Tæì caïc traûng thaïi cáön coï cuía trigger ta xáy xæûng bäü âãúm trãn cå såí caïc D-Flip-Flop. Ta coï baín cuía D-Flip-Flop nhæ sau. Qn D Qn+1 Qn Qn+1 D 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 Âàûc træng : Qn+1 = D Ta xáy dæûng baín traûng thaïi cho caïc trigger : Theo Xung Traûng thaïi hiãûn taûi Traûng thaïi tiãúp theo Âáöu vaìo flip - flop baíng trãn Q Q n n+1 âãø tçm Q1 Q2 Q3 Q1 Q2 Q3 D1 D2 D3 âæåüc sæû 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 phuû 2 1 1 0 1 1 1 1 1 1 thuäüc 3 1 1 1 0 1 1 0 1 1 giæîa caïc 4 0 1 1 0 0 1 0 0 1 âaûi 5 0 0 1 0 0 0 0 0 0 læåüng vaì 6 0 0 0 1 0 0 1 0 0 caïc âaûi læåüng âáöu ra ta täúi thiãøu hoaï haìm logic duìng baíng Kananugh. *.Våïi âáöu vaìo D1 : D1 Q2 Q1 Q3 00 01 11 10 1 0 0 x 1 x 0 1 D = Q 3 Våïi âáöu vaìo D2: D2 Q2 Q1 Q3 00 01 11 10 0 0 0 x 1 x 1 1 D2 = Q1 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
47. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Våïi âáöu vaìo D3 D3 Q2 Q1 Q3 00 01 11 10 0 0 1 x 0 x 1 1 D3 = Q2 Váûy ta âæåüc hãû âãúm duìng âãø phán phäúi xung våïi så âäö nhæ sau : D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 CK1 Q1 CK2 Q2 CK3 Q3 CK T T T T T T 3.Khäúi khuyãúch âaûi1` xung.4` 5` 2` 3 6 Khäúi khuyãúch âaûi xung duìng âãø tàng doìng vaì aïp âãø kêch vaìo cæûc B cuía Transistor cäng suáút . Ngoaìi ra coìn coï taïc duûng caïch ly giæîa maûch âäüng læûc vaì maûch âiãöu khiãøn,âãø âaím baío cho maûch âiãöu khiãøn laìm viãûc chênh xaïc vaì an toaìn . Âãø thæûc hiãûn caïch ly giæîa maûch âäüng læûc vaì maûch âiãöu khiãøn ta duìng OPTOCOUPLERS (optoon quang).Caïc tên hiãûu xung seî baïo âãön led phaït quang âãø kêch cho Transistor quang dáùn.Viãûc duìng OPTOCOUPLERS coï âàûc tênh táön säú thuáûn tiãûn ,viãûc gheïp coï sai säú tæång âäúi låïn, nãn âäü chênh xaïc cuía pháön tæí gheïp quang laì coï gåïi haûn .Så âäö khuyãúch âaûi tên hiãûu nhæ hçnh IV-6. +12V +12V R2 R3 Pháön tæí gheïp quang R1 Q g E Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG1 Trang Q 2 Q Hçnh IV-7 3
48. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút *.Nguyãn lyï hoaût âäüng cuía så âäö : -Khi coï xung kêch âãïn âiãím g seî laìm cho Q1 dáùn nãn coï doìng âiãûn chaûy qua Led phaït cuía Transistor quang vaì Transistor quang dáùn . -Doìng cæûc E cuía Transistor quang Âàût vaìo Q2 låïn hån 0,6V laìm cho Q2 dáùn caïc âiãûn tråí R1,R2,R3 duìng âãø haûn chãú doìng cho caïc BJT Q1,Transistor quang, Q2 vaì Led.Do Q2 näúi darlington våïi Q3 laì Transistor cäng suáút nãn doìng cæûc E cuía Q2 seî kêch måí Transistor Q3. Khi khäng coï tên hiãûu âãún g thç Q1 ngæng dáùn ,ngàõt doìng qua Led phaït nãn Transistor quang ngæng dáùn , Q2 khoaï do âoï khäng coï tên hiãûu âàût vaìo cæûc nãön cuía Transistor cäng suáút vaì Transistor naìy khoaï. 4.tênh choün maûch âiãöu khiãøn : Vi maûch IC 555 laìm viãûc åí chãú âäü tæû dao âäüng, táön säú dao âäüng phuû thuäüc vaìo sæû phoïng âiãûn cuía tuû C. Khi tuû C naûp âiãûn qua hai âiãûn tråí Ra + Rb tæì så âäö ta coï maûch âiãûn : -Phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maûch âiãûn trãn laì : i.R + Uc = Vcc Våïi R = Ra + Rb . Vcc du R= R + R Trong âoï doìng âiãûn naûp tuû C: i C c . a b dt Váûy phæång trçnh vi phán mä taí quaï trçnh naûp cho tuû : C du C.R. c V . dt cc Viãút phæång trçnh naìy dæåïi daûng toaïn tæí Laplace: duc  n . U c  Vcc . dt V Hay P.U P U (0) U ( p) cc . n c c c P V U P  P 1 cc  U . c n P n c0 1 Taûi thåìi âiãøm ban âáöu cuía quïa trçnh naûp thç U 0 V Nhæ váûy ta âæåüc phæång c 3 cc V 1 trçnh U P  P 1 cc V . . c n P 3 cc n Vcc Vcc . n U c P . P  n P 1 3  n P 1 Våïi n =RC Tæì haìm aính tra âæåüc haìm gäúc cuía toaïn tæí Laplace : Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
49. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút t 2 u t V . 1 e Tn (*). c cc 3 Kãút thuïc quaï trçnh naûp thç Uc(t1) = 2.Vcc/3, thay vaìo (*) ta âæåüc : T1 = 0,7 n = 0,7.RC = 0,7.(Ra + Rb). Tæång tæû âäúi våïi phæång trçnh phoïng âiãûn ta âæåüc cuía tuû ta tçm âæåüc : T2 = 0,7.RbC våïi  x = Rb.C . Nhæ váûy chu kyì xung ra :T = T1 + T2 = 0,7(Ra + 2Rb). Táön säú cuía vi maûch 555 laì : 1 1 f 555 . T 0,7. Ra 2Rb Khi coï 6 xung láúy tæì âáöu ra cuía IC 555 thç mäùi âáöu ra cuía trigger coï mäüt xung. Nhæ váûy táön säú xung cuía caïc trigger cuîng chênh laì táön säú cuía âiãn aïp xoay chiãöu trãn taíi vaì bàòng 1/6 táön säú cuía IC 555 . f 1 f 555 . 6 4,2. Ra 2Rb Muäún thay âäøi táön säú nguäön âiãûn xoay chiãöu trãn taíi thç ta phaíi thay âäøi táön säú cuaí maûch phaït xung chuí âaûo, viãûc naìy âæåüc thæûc hiãûn bàòng caïch thay âäøi biãún tråí Ra, Rb. Âäúi våïi taíi laì âäüng cå khäng âäöng bäü roto läöng soïc yãu cáöu âiãöu chènh táön säú nguäön cung cáúp cho noï tæì (3Hz  100Hz). Nãúu choün tuû C = 1F thç giaï trë âiãûn tråí tæång æïng våïi táön säú f =100Hz vaì 1 Rb = 0 âæåüc xaïc âënh : 100 6 Rá 2381() . 4,210 Ra Âiãûn tråí Rb æïng våïi táön säú f = 3Hz laì: 1 79365 2381 3 6 Rb 40(k) . 4,210 Ra 2Rb 2 *.Tênh choün linh kiãûn cuía khäúi khuyãúch âaûi xung: ta coï Transistor cäng suáút trong maûch âäüng læûc laì D1878 coï  = 8, ICmax = 6(A) , doìng laìm viãûc IClv = 0,45 (A).Nãn doìng cáön thiãút âãø kêch vaìo cæûc nãön cuía Transistor cäng suáút : IB = IClv/ = 0,45/8 = 0,056 (A). Âiãûn aïp mäüt chiãöu âàût vaìo bäü nghëch læu laì Ud = 468,7 (V). Täøn hao cäng suáút cæûc tiãøu trãn Q2 : U d .I B 468,7.0,056 PCmin = 2,266(W ) . 2 3,142 Váûy ta phaíi choün Q2 thoaí maîn : ICmax IB = 56mmA. VCE0 Ud = 468,7(V). PC PCmin = 2,266 (W). Tra saïch SÄØ TAY LINH KIÃÛN ÂIÃÛN TÆÍ VAÌ BAÏN DÁÙN ta choün Transistor loaûi: D1878 PC = VCB0 = 800(V). IC = 7(A). = 20 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
50. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút I I CQ2 BQ2  Pháön tæí gheïp quang åí âáy ta choün OCTOCOUPLER coï : Âiãûn thãú caïch ly täúi thiãøu : 2500(V). Doìng âiãûn cæûc âaûi : 20mm(A). Doìng qua Led : 10mmA. Cäng suáút tiãu taïn trãn Q1 cæûc âaûi laì : Pmax = VCEQ1.I2 = 12.10 = 120(mmW). Váûy ta choün Transistor Q1 loaûi : C828 coï caïc thäng säú nhæ sau : VCB0 =30(V). VEB0 = 5(V). VCE0 = 30(V) IC =50 (mmA). 0 TJ = 75 C/ = 130/520. Khi Q1 dáùn ta coï iLed.R2 + Vled + VBEQ1 =Vcc. Vled : âiãûn aïp råi trãn led cåî 1,8(V). VBEQ1 : âiãûn aïp råi trãn Transistor Q1 cåí 0,7 (V). 12 1,8 0,7 Do âoï : R2 = 950() . 10.10 3 Choün R2 = 1(K) . Choün R1 : Doìng cáön thiãút âãø kêch cho Transistor Q1 laì : I 10 I c1 0.076(mmA). B1  130 Thäng thæåìng âiãûn aïp ra mæïc logic “1” khoaíng 1,7(V) (âiãûn aïp âàût vaìo cæûc nãön Transistor Q1) U B U BE1 U BE 2 U D 1,7 2.0,7 0.1 R1 = 3 2,63(k). iB1 0,076.10 Choün R1 = 2,6(k). Choün R3 : 2.Vcc U CEQ U CEQ2 U D VBET 2.12 1 0,7 1 0,8 R3 3 2,05(k) . I CQ 10.10 Váûy choün R3 = 2k R2 = 1 k R1 = 2,6k B.HÃÛ THÄÚNG ÂIÃÖU KHIÃØN BÄÜ ÂIÃÖU AÏP MÄÜT CHIÃÖU (ÂAMC) 1.Så âäö khäúi : Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
51. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Taûo xung Âiãöu chãú Khuyãúch Van âäöng bäü xung âaûi xung a.Kháu taûo xung âäöng bäüvaì âiãöu biãún âäü räüng xung: Hai kháu naìy bao gäöm : mäüt vi maûch IC 555 kãút näúi våïi hai tuû C1, C2vaì hai âiãûn tråí R1,R2. Kháu taûo xung naìy duìng IC 555 laìm viãûc åí chãú âäü âa haìi noï coï taïc duûng taûo ra daîy xung coï táön säú mong muäún. Vcc = 5  15 88 4 4 Ura Ra 3 3 77 xRb 66 22 55 1 C 1 0,1F *.Nguyãn lyï hoaût âäüng cuía maûch nhæ Hçnh IV-3 âaî noïi åí pháön xung âiãöu khiãøn . Tênh choün linh kiãûn cho maûch ngoaìi IC555 .Nhæ âaî tênh åí pháön træåïc ta coï : T1 = 0,7C(Ra + x.Rb). T2 = 0,7C((1-x)Rb). Âãø âån giaín ta choün C = 1F. Âáy laì kháu taûo ra dao âäüng âa haìi våïi táön säú khäng âäøi vaì âæåüc xaïc âënh 1 f b . 0,7C Ra Rb Nãúu ta thay âäøi táön säú theo quy luáût U/f = const = K  K = Uâm/fâm = 468,7/50 = 9,37 ÆÏng våïi fmin = 3Hz => Umin = K.fmin = 9,37.3 = 28 (V).  = U min/Ud = 28/468,7 = 0,06. T xaí/T = 0,06 => Tnaûp = 0,06.T Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
52. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Nãúu choün fb = 150Hz thç T =1/f = 1/150 = 0,0067 (s). T xaí = 0,06.0,0067 = 0,0004(s). -6 Màût khaïc : Txaí = 0,7.C.(Ra) => Ra = 0,0004/0,7.10 = 571,4 (). -6 0,7.C.(Ra + 2Rb) = T = 0,0067 => Ra + 2Rb = 0,0067/0,7.10 . Ra + 2Rb = 9524(). R b = (9524 - 572)/2 = 4476(). (vç qua kháu âiãöu biãún xung thç xung ra bë âaío pha so våïi xung vaìo nãn Txaí = T1). Nguyãn lyï âiãöu biãún âäü räüng xung âæåüc thæûc hiãûn nhæ sau: T 0,7C(R 1 x R ) (R 1 x R )  = 2 =a b = a b T 0,7C(Ra Rb ) (Ra Rb ) Bàòng caïch thay âäøi tyí säú x ta thay âäøi âæåüc  tæì âoï thay âäøi âæåüc âiãûn aïp âàût vaìo bäü nghëch læu.Tyí säú x âæåüc thay âäøi bàòng caïch xoay biãún tråí Rb. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
53. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút CHÆÅNG V SÆÛ CÄÚ VAÌ PHÆÅNG PHAÏP BAÍO VÃÛ I.Âàût váún âãö : Caïc thiãút bë vaì linh kiãûn baïn dáùn ngaìy nay sæí duûng ráút nhiãöu lénh trong táút caí caïc lénh væûc. Tuy váûy chuïng coï nhæåüc âiãøm laì ráút nhaûy caím våïi chãú âäü laìm viãûc báút thæåìng coï thãø dáùn âãún hæ hoíng mäüt pháön hay toaìn bäü thiãút bë. *Våïi bäü biãún táön ta coï thãø phan chia laìm hai loaûi sæû cäú : +Sæû cäú diãùn ra bãn ngoaìi thiãút bë nhæ ngàõn maûch âáöu ra, ngàõn maûch phuû taíi,ngàõn maûch sau nghëch læu, âäüt nhiãn máút âiãûn, sáúm seït +Suû cäú xaíy ra bãn trong nhæ :mäüt linh kiãûn naìo âoï cuía maûch bë hæ hoíng do âoï maûch khäng laìm viãûc âæåüc, caïc linh kiãûn máút taïc duûng hoàûc hæ hoíng theo. Nãúu caïc loaûi sæû cäú khäng âæåüc khàõc phuûc këp thåìi thç seî dáùn âãún hæ haûi âäüng cå,thiãút bë âiãöu khiãøn vaì caïc thiãût haûi âaïng kãø khaïc. Vç váûy viãûc baío vãû cho caïc thiãút bë laìm viãûc an toaìn laì âiãöu khäng thãø thiãúu âæåüc. Viãûc læûa choün caïc thiãút bë cuîng nhæ phæång phaïp baío vãû phaíi âæåüc tiãún haình trãn cå såí chè tiãu kinh tãú kyî thuáût. Båíi vç cuìng mäüt muûc âêch baío vãû coï thãø duìng caïc phæång phaïp khaïc nhau, thiãút bë baío vãû khaïc nhau. Caïc thiãút bë coï giaï trë quan troüng vãö màût kinh tãú cuîng nhæ an toaìn cáön phaíi âæåüc baío vãû bàòng phæång phaïp baío vãû coï âäü tin cáûy cao. Caïc pháön coìn laûi coï thãø sæí duûng phæång phaïp vaì thiãút bë baío vãû âån giaín vaì reî tiãön hån. Khi tiãún haình choün vaì thæûc hiãûn baío vãû cho caïc thiãút bë baïn dáùn, ta cáön chuï yï âãún caïc thäng säú giåïi haûn sæí duûng cuía chuïng. +Âiãûn aïp ngæåüc låïn nháút. +Giaï trë trung bçnh cho pheïp âäúi våïi doìng âiãûn. di du +Täúc âäü tàng træåíng låïn nháút cuía doìng âiãûn vaì âiãûn aïp : vaì . dt dt +Thåìi gian måí vaì khoaï cuía linh kiãûn baïn dáùn ton , toff viãûc læûa choün caïc thäng säú cuía maûch baío vãû,tuyì thuäüc vaìo caïc loaûi sæû cäú vaì dæûa trãn caïc loaûi sæû cäú. II.Baío vãû chäúng quaï aïp vaì täüc âäü tàng aïp. Khi choün giaï trë âiãûn aïp cho caïc thiãút bë baïn dáùn åí maûch âäüng læûc ta thæåìng choün hãû säú dæû træî KU = 1,5. Nhæng âiãûn aïp cuía caïc thiãút bë phaíi chëu trong quaï trçnh laìm viãûc coï thãø lãn âãún haìng nghçn vän (do quaï trçnh quaï âäü hoàûc sæû cäú) ngæåìi ta goüi laì hiãûn tæåüng quaï aïp. *Hiãûn tæåüng quaï aïp xaíy ra do caïc nguyãn nhán sau. -nguyãn nhán näüi taûi : Âáúy laì sæû têch tuû âiãûn têch trong caïc låïp baïn dáùn trong quaï trçnh chuyãøn maûch. Khi khoaï caïc linh kiãûn baïn dáùn bàòng âiãûn aïp ngæåüc thç caïc âiãûn têch naìy âäøi ngæåüc haình trçnh taûo doìng âiãûn ngæåüc chaíy trong khoaíng thåìi gian ráút ngàõn. Sæû biãún thiãn nhanh choïng cuía doìng âiãûn ngæåüc chiãöu naìy gáy nãn sæïc âiãûn âäüng caím æïng ráút låïn trong caïc âiãûn caím (luän luän coï) trong maûch. Vç váûy giæîa catäút vaì anäút cuía diod cuía tisitor hay caïc cæûc C vaì E cuía transistor xuáút hiãûn âiãûn aïp. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
54. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút *nguyãn nhán bãn ngoaìi : Nhæîng nguyãn nhán naìy thäng thæåìng xaíy ra ngáùu nhiãn nhæ : khi sáúm seït, khi âoïng ngàõt caïc thiãút bë khäng dæït khoaïc, caím khaïng baín thán cuía MBA vaì cuía âiãûn dung cuía cuäün thæï cáúp vaìo thåìi âiãøm âoï coï thãø gay ra hiãûn tæåüng dao däüng âiãûn aïp våïi biãn âäü væåüc quaï biãn âäü âiãûn aïp nguäön nhiãöu láön. Âãø baío vãû ngæåìi ta thæåìng duìng aïptämaït hay hay maûch RC màõc song song du våïi thiãút bë cáön baío vãû. Caïc âaûo haìm cao åí caïc cæûc cuía diod ,tiristor dt du hay transistor taûo nãn doìng âiãûn i = C. trong tuû màõc trãn caïc cæûc cuía dt linh kiãûn âoï. Âiãûn caím cuía maûch haûn chãú biãn âäü doìng âiãûn qua tuû âiãûn. Ngæåìi ta sæí duûng maûch RC laìm maûch tråü giuïp luïc chuyãøn maûch. D R R D D C C Hçnh V-1 Khi diod måí trãn hçnh : tuû C phoïng âiãûn qua diod. Ngæåìi ta coï thãø haûn chãú du du âaûo haìm bàòng âiãûn tråí R. Âãø caíi thiãûn baío vãû chäúng laûi dt dt ngæåìi ta màõc thãm diod D song song våïi R. Tham säú cuía maûch R,C âæåüc choün vaìo khoaíng ) 0,011F tæì 10 100 . III.Baío vãû quaï doìng vaì täúc âäü tàng doìng . Doìng âiãûn laì nguyãn nhán træûc tiãúp gáy nãn caïc hæ hoíng cho caïc thiãút bë baïn dáùn do taïc duûng nhiãût cuía noï. Moüi màût gheïp cuía baïn dáùn âãöu täön taûi giaï trë âiãûn tråí R naìo âoï, khi doìng âiãûn låïn,hiãûu æïng nhiãût låïn, Q = I2.R seî taïc âäüng lãn màût gheïp baïn dáùn laìm noïng chaíy vaì phaï huyí màût gheïp Nguyãn nhán quaï doìng âiãûn coï thãø laì do taïc âäüng tæì bãn ngoaìi nhæ âiãûn aïp tàng cao täön taûi trong khoaíng thåìi gian daìi hoàûc coï thãø laì do nguyãn nhán näüi taûi nhæ ngàõn maûch, quaï taíi khåíi âäüng âäüng cå Taïc haûi cuía quaï trçnh tàng doìng âiãûn cuîng coï nguyãn nhán tæång tæû nhæ thiãút bë chëu doìng quaï cao. Khi coï sæû tàng nhanh doìng âiãûn caïc haût âa säú âæåüc tàng täúc lãn vaì âaût âãún täúc âäü coï thãø va chaûm våïi caïc haût khaïc gáy nãn mäüt hiãûu æïng ráút låïn phaï huyí màût gheïp. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
55. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Täúc âäü tàng træåíng doìng âiãûn cho pheïp cuía Transistor coï trong bäü nghëch læu laì: di I CMax = (A/m.s) =7/6 = 1,16(A/m.s). dt ton Tuy nhiãn âäúi våïi caïc Transistor thæåìng ton ráút låïn. Giaí sæí âäúi våïi hai Transistor trong cuìng mäüt pha theo cäng thæïc kinh nghiãûm thç âiãûn khaïng L dæåüc tênh gáön âuïng nhæ sau : 1 di U L.2 f .I . L max dt 1 468,7 L.2 50.1,125 1,16.106 L L = 0,42 (mH). di . ráút låïn nãn trë säú L laì quaï nhoí do âoï coï thãø boí qua khäng cáön thiãút. dt Âãø baío vãû cho thiãút bë quaï doìng âiãûn vaì quaï taíi ngæåìi ta thæåìng duìng thiãút bë laì cáöu chç, rå le nhiãût aptomat. 1.Cáöu chç. Cáöu chç laìm viãûc duûa trãn nguyãn tàõc doìng âiãûn låïn chaíy qua dáy dáùn coï nhiãût âäü noïng chaíy tháúp dáy chaíy naìy chëu âæåüc mäüt giaï trë doìng âiãûn naìo âoï, khi væåüc quaï giaï trë doìng âiãûn naìy thç dáy chaíy âæït ra laìm håí maûch vaì baío vãû thiãút bë nàòm phêa sau noï. *. Æu âiãøm : - Giaï thaình reî, âån giaín, dãø thæûc hiãûn. - Khäng nhaûy caím våïi doìng âiãûn khåíi âäüng cuía âäüng cå. *. Nhæåüc âiãøm : - Khi bë âæït cáön phaíi caïch ly maûch âiãûn âãø phuûc häöi. *. Khi choün dáy chaíy cáön chuï yï âãún caïc âàût âiãøm sau : - Uâm cuía dáy chaíy Uâm cuaí maûch baío vãû. - Doìng âiãûn laìm viãûc åí traûng thaïi bçnh thæåìng khäng laìm chaíy dáy chaíy trong suäút quaï trçnh laìm viãûc. - Doìng âiãûn âënh mæïc cuaí dáy chaíy > doìng khåíi âäüng cuía däüng cå. IV. baío vãû ngàõn maûch duìng dáy chaíy. Âãø baío vãû diod vaì Transistor traïnh doìng âiãûn phaï hoíng tiãúp giaïp ngæåìi ta duìng dáy chaíy taïc âäüng nhanh, caïc loaûi dáy chaíy laìm bàòng baûc laï âàût trong voí sæï coï chæïa caït thaûch anh hoàûc næåïc cáút. Coï nhiãöu caïch âàût dáy chaíy âãø baío vãû thiãút bë baïn dáùn. 1. Baío vãû maûch chènh læu : Âãø âaím baío cho maûch chènh læu hoaût âäüng våïi âäü tin cáûy cao coï thãø âàût cáöu chç baío vãû caïc vë trê nhæ hçnh veî. Cáu chç CC1 duìng duìng âãø baío vãû ngàõn maûch bãn ngoaìi træåïc MBA,âæåüc choün theo giaï trë hiãûu duûng doìng âiãûn så cáúp MBA coìn âiãûn aïp âæåüc choün theo âiãûn aïp pha så cáúp MBA. Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang CC3 CC2 CC1 Hçnh V-2 CC4
56. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Ta choün CC1 coï thäng säú doìng vaì aïp thoaí maín âiãöu kiãûn sau : UâmCC1 > U1 =220 (V). I1MBA Iâm.cc1 1,3 I1MBA I1MBA = 1.3.1,125. = 1,59 (A) = 2 (A). 22 d 3 0,34(mm) . 100 Váûy ta choün cáöu chç CC1 coï âæåìng kênh d = 0.34mm. Cáöu chç CC2 duìng âãø baío vãû ngàõn maûch bãn ngoaìi âæåüc choün theo giaï trë thæï cáúp MBA.: Ta choün CC2 coï caïc thäng säú sau : UâmCC1 U2f = 550 (V). I2 IâmCC2 1,3I2 . Våïi I2 = 0,45 (A). 0,45 IâmCC2 0,585 (A). 0,5852 d 3 0,15mm . 100 Váûy ta choün cáöu chç CC2 coï âæåìng kênh : d = 0,15(mm). Cáöu chç CC3 vaì CC4 duìng âãø baío vãû cho tæìng diod chènh læu âæåüc choün theo giaï trë âiãûn aïp chènh læu Ud0 = 496 (V) cuîng ráút cao nãn phaíi âàût taûi phán xæåîng. Tuy nhiãn våïi cáöu chç CC2 taïc âäüng nhanh seî âaím baío âæåüc âäü tin cáûy cao. Do âoï âãø âaím baío vãö màût kinh tãú ta choün phæång aïn vãö màût kinh tãú ta choün phæång aïn khäng âàût cáöu chç baío vãû cho tæìng diod. 2. Duìng cáöu chç baío vãû træåïc âäüng cå : Ta âàût cáöu baío vãû CC5 træåïc âäüng cå (sau bäü nghëch læu) nhæ hçnh (Hçnh V-3). Cáöu chç CC5 âæåüc choün theo giaï trë âënh mæïc cuía âäüng cå vãö aïp vaì doìng nhæ sau : UâmCC5 U2fâc =220. I2fâc IâmCC5 1,3I2fâc . CC Våïi I2fâc = 0,3 (A). 5 Nghëch 0,45 IâmCC2 0,39 (A). ÂK 0,392 læu d 3 0,115mm . 100 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
57. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Váûy ta choün cáöu chç CC5 coï âæåìng kênh d = 0,115 (mm). 3.Baío vãû quaï aïp chobäü nghëch læu. Våïi bäü nghëch læu duìng Transistor âaî coï tuû C vaì Diod màõc song song ngæåüclaìm maûch tråü giuïp âoïng måí cho nãn ta khäng cáön âàût thãm thiãït bë baío vãû. PHÁÖN THI CÄNG Sau khi tênh toaïn xong pháön lyï thuyãút chuïng em âaî âi vaìo làõp raïp bäü biãún táön våïi theo mä hçnh âaî khaío saït våïi caïc cäng âoaûn nhæ sau : - Làõp raïp bäü chènh læu vaì quáún MBA læûc. - Làõp raïp maûch âäüng læûc kãø caí pháön baío vãû thiãút bë biãún âäøi. - Làõp raïp maûch âiãöu khiãøn nghëch læu. - Làõp raïp maûch âiãöu khiãøn bäü âiãöu chènh xung aïp. 1.làõp raïp bäü chènh læu vaì quáún MBA læûc : våïi diod âæåüc chon nhæ sau : Âiãûn aïp ra cuía bäü chènh læu Ud = 468,7 (V). Nhæ âaî tênh toaïn åí pháön træåïc ta choün diod loaûi : Chëu âæåüc aïp ngæåüc UDngmax = 1244 (V). Vaì chëu âæåüc doìng ID = 0,18 (A). Kyï hiãûu : A K Hçnh daûng : k K Hçnh daûng maûch tæì MBA: A k Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
58. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút 2.làõp raïp bäü âiãöu khiãøn gäöm caïc linh kiãûn sau : 8 1 V Ground cc 7 2 Dis Trigger IC 3 6 OUT 555 Thershold 4 5 reset Ctrl Voltage 1 8 2 7 + - 3 6 Q R - 4 S + 5 Q11 14Vcc Q 2 13Q2 3 13 Q ClockQ11 IC 4 11QClock1 2 Reset1 5 4013 10 Reset2 Data1 Set1 6 9Data2 14 13Vcc 7 12 11 108 Set2 9 8 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang 1 2 3 4 5 6 7
59. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Tuû âiãûn OCTOCOUPLER LED 1 F A C 50 V K E Làõp raïp maûch âäüngV læûc :gäöm caïc linh kiãûn sau. Kê hiãûu Hçnh daïng Kê hiãûu Hçnh daïng Kê hiãûu Hçnh daïng C C C B B B E E E BJT loaûi D1878 BJT loaûi C2229 BJT loaûi C828 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
60. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút KÃÚT LUÁÛN Sau hån hai thaïng nghiãn cæïu vaì thæûc hiãûn âãö taìi, våïi sæû hæåïng dáùn táûn tçnh cuía cä giaïo Tráön Thë Nga, sæû giuïp âåî cuía baûn beì vaì caïc tháöy cä giaïo bäü män, chuïng em âaî hoaìn thaình baìi táûp täút nghiãûp cuía mçnh. Qua baìi táûp täút nghiãûp naìy chuïng em daî ruït ra âæåüc nhiãöu baìi hoüc vaì kinh nghiãûm quyï baïu, náng cao khaî nàng váûn duûng lyï thuyãút vaìo thæûc tiãøn, vaì bàòng thæûc tiãøn cuía quaï trçnh laìm mä hçnh cho âãö taìi chuïng em hiãøu roí hån nhæîng âiãöu âaî âæåüc hoüc. Seî giuïp êch ráút nhiãöu cho cäng viãûc cuía sau naìy. Do thåìi gian vaì kiãún thæïc coï haûn, baìi táûp khäng traïnh khoíi nhæîng thiãúu soït chuïng em mong nháûn âæåüc sæû chè dáùn giuïp âåî táûn tçnh cuía caïc tháöy cä giaïo bäü män vaì baûn beì âãø baìi táûp âæåüc hoaìn thiãûn hån. Chuïng em xin chán thaình caím ån ! Âaì nàông thaïng 6/2003 Sinh viãn thæûc hiãûn : PHAÛM THÃÚ LUÁÛN TAÌI LIÃÛU THAM KHAÍO Tãn saïch Taïc giaí ÂIÃÛN TÆÍ CÄNG SUÁÚT Nguyãùn Bênh TRYÃÖN ÂÄÜNG ÂIÃÛN TÆÛ ÂÄÜNG Buìi Quäúc Khaïnh Nguyãùn Vàn Liãùn, Nguyãùn Thë Hiãön ÂIÃÖU CHÈNH TÆÛ ÂÄÜNG TRUYÃÖN ÂÄÜNG ÂIÃÛN. Buìi Quäúc Khaïnh Phaûm Quäúc Haíi,Nguyãùn Ngoüc Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
61. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Liãùn, Dæång Vàn Nghi. MAÏY ÂIÃÛN I VAÌ II Tráön Vàn Chênh. KYÎ THUÁÛT SÄÚ Nguyãùn Thuyï Ván. ÂIÃÛN TÆÍ CÄNG SUÁÚT VAÌ ÂIÃÖU KHIÃØN ÂÄÜNG CÅ ÂIÃÛN Lã Vàn Doanh BÄÜ KHUYÃÚCH ÂAÛI XÆÍ LYÏ VAÌ IC TUYÃÚN TÊNH Wiliam D.Stanlex. SÅ ÂÄÖ CHÁN LINH KIÃÛN ÂIÃÛN TÆÍ Dæång Minh Trê. CÁØM NANG THÆÛC HAÌNH VI MAÛCHHuyình Dàõc Thàõng. LINH KIÃÛN QUANG ÂIÃÛN TÆÍ Dæång Minh Trê. THIÃÚT KÃÚ LOGIC MAÛCH SÄÚ Nguyãùn Thuyï Ván. Do an kia sang CHÆÅNG IV MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN Så âäö khäúi cuía hãû thäúng âiãöu khiãøn: Phaït xung Phán phäúi Khuyãúch âiãöu khiãøn xung âaûi xung I- PHAÏT XUNG CHUÍ ÂAÛO : Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
62. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Kháu phaït xung chuí âaûo duìng IC555 laìm viãûc åí chãú âäü phi äøn coï taïc duûng taûo ra daîy xung coï táön säú mong muäún I-1. Giåïi thiãûu IC555 : Vi maûch IC555 do haîng Signetics chãú taûo gäöm 2 khuyãúch âaûi thuáût toaïn OA1, OA2 thæûc hiãûn chæïc nàng so saïnh mäüt Trigå, mäüt Transitor vaì 3 âiãûn tråí mäùi caïi 5k  Vi maûch coï 8 chán nhæ hçnh veî 8 4 5k 7 Sô ñoà vi & 5 maïch 6 OA1 IC555 5k & 2 3 OA2 5k 1. Näúi våïi cæûc ám cuía nguäön nuäi 2. Kêch láût khi V2=2E /3 thç V3 = 0 1 3. Cäøng ra V(3) min = 0,1v , V(3)max= 0.5v, I(3)max =0.2A 4. Chán 4 khoaï khi V(4) = 0 thç V(3) = 0, nãúu khäng cáön khoaï thç näúi 4 vaìo 8 5. Loüc nhiãùu, thæåìng thç gàõn tuû âiãûn 0,01. thç chán 5 xuäúng mass 6. Nguäön láût V6 = 2E/3 thç V3 = 0 7. Chán phoïng âiãûn thæåìng âæåüc âáúu våïi tuû C cuía maûch ngoaìi 8. Näúi våïi cæûc dæång cuía nguäön nuäi E =5-18v tiãu thuû doìng âiãûn 0,7 mA/1V nguäön nuäi I-2. Så âäö maûch phaït xung chuí âaûo : I-2.a Så âäö maûch : Vcc (5-15v) 8 Vc Ra 3 IC 7 555 Rb 6 5 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN2 PHƯƠNG1 Trang C 0.01uF
63. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút I-2.b Nguyãn lê laìm viãûc : ÅÍ traûng thaïi ban âáöu måïi cáúp âiãûn, âiãûn aïp trãn tuû Uc = 0. Do váûy âiãûn aïp taûi chán 2 vaì 6 cuîng bàòng 0 nãn åí âáöu ra chán 3 âiãûn aïp åí mæïc cao ( Uc = 17v ) vaì âáöu chán 7 åí mæïc tháúp ( = 0 ). Tuû C bàõt âáöu naûp âiãûn tæì +Vcc qua Ra , Rb âiãûn aïp trãn tuû caìng tàng. Khi âiãûn aïp trãn tuû C 2Ucc/3 thç bàõt âáöu 3 seî chuyãøn traûng thaïivãö mæïc tháúp coìn chán 7 seî åí mæïc cao, luïc naìy tuû C seî phoïng âiãûn, âiãûn aïp trãn tuû caìng giaím. Khi âiãûn aïp trãn tuû giaím âãún giaï trë Uc =Ucc /3 thç âáöu âäøi mæïc traûng thaïi chuyãøn lãn mæïc cao coìn chán 7 chuyãøn vãö mæïc tháúp, tuû âiãûn C laûi naûp âiãûn tråí laûi, quaï trçnh dao âäüng cæï tiãúp diãùn, åí âáöu ra chán 3 seî âæåüc daîy xung âiãöu khiãøn vaì sau âoï âæa âãún kháu phán phäúi xung. * Daûng xung ra nhæ sau : Vc 2/3 Vcc 1/3 Vcc  Vo II- KHÁU PHÁN PHÄÚI XUNG :  Yãu cáöu phán phäúi xung laì taûo ra caïc xung âiãöu khiãøn måí Transitor theo quy luáût âoïng måí âäüng cå, tæì baíng tuáön tæû dáùn âiãûn cuía caïc van Transitor ta coï nháûn xeït sau: + Khi T1 dáùn thç T4 khoïa, tæïc laì T1 coï xung âiãöu khiãøn thç T4 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn + Khi T2 coï xung thç T3 hoaìn toaìn khäng coï xung âiãöu khiãøn Âãø taûo âæåüc sæû phán phäúi xung nhæ váûy cáön sæí duûng caïc Trigå våïi caïc âáöu ra âaío vaì khäng âaío. Theo nhæ phán têch trãn thç coï 2 Trigå ( 2 Trigå âãúm täúi âa âæåüc 2 traûng thaïi tæïc laì coï 2 xung âáöu vaìo thç âáöu ra nháûn âæåüc 1 xung ra, nhæng trong 1 chu kç âiãûn aïp chè coï 2 xung ( mäùi xung caïch nhau 1/2 chu kỳ ) nãn chè âæåüc xáy dæûng bäü âãúm Modul 2 maì thäi tæïc laì åí âáöu vaìo coï 2 xung thç âáöu ra coï 1 xung, xung âæåüc cung cáúp tæì âáöu ra cuía kháu phaït xung chuí âaûo IC555 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
64. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Bäü âãúm âæåüc xáy dæûng trãn cå såí cuía Trigå T ( Flip Flop T) Taûi moüi thåìi âiãøm trong bäü nghëch læu luän coï 2 Transitor ( trong 4 Transitor ) måí nãn cáön phaíi phán phäúi xung âãún caïc Transitor phuì håüp våïi yãu cáöu måí traûng thaïi cáön coï cuía caïc Flip Flop T nhæ sau: Tæì âoï ta thaình láûp baíng traûng thaïi cuía caïc Flip Flop T Dæûa vaìo baíng traûng thaïi cho caïc Flip Flop T ta tçm âæåüc sæû liãn hãû giæîa caïc âaûi læåüng âáöu vaìo vaì ra cáön täúi giaín theo phæång phaïp Karnaugh CK Q Q Bộ tạo xung phân phối dùng T- FF có đầu vào T=1: 1 T Q T1.T3 CK Q T2.T4 Clock III - KHÁU KHUYÃÚCH ÂAÛI XUNG: Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
65. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Kháu khuyãúch âaûi duìng linh kiãûn baïn dáùn, trong âoï sæí duûng caïc pháön tæí gheïp quang (Optocoptcur ) nhàòm caïch ly giæîa maûch âäüng læûc vaì maûch âiãöu khiãøn Så âäö khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút thuäüc nhoïm chàôn Nguäön taûo xung + Nguäön phuû +Ua 5v 12v R5 R6 1 4 Âi âãún âäüng cå vaì Transitor cäng TPL-521 suáút nhoïm leí âi Tæì kãö caïc 2 3 Transitor R4 Flip Q2 Q1 cäng suáút Flop T nghëch læu tåïi nhoïm chàôn Så âäö khuyãúch âaûi xung cho mäüt táöng cäng suáút thuäüc nhoïm -E Ám nguäön nghëch læu Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
66. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Nguyeân lyù laøm vieäc : Khi tên hiãûu âæa vaìo chán B cuía Transitor Q1 tæì caïc Trigå åí mæïc logic ‘0’ thç Q1 ngæng dáùn , âáöu vaìo vaì âáöu ra cuía Optocoptaur khäng coï doìng, do âoï Q2 ngæng dáùn vaì Transitor T khäng âæåüc kêch thêch åí cæûc B. khi tên hiãûu âáöu vaìo cuía chán B cuía Q1 tæì caïc Trigå åí mæïc logic ‘1’ thç Q1 dáùn doìng , laìm cho Q2 dáùn vaì kêch Transitor cäng suáút dáùn IV - TÊNH TOAÏN MAÛCH ÂIÃÖU KHIÃØN: IV-1. Xaïc âënh táön säú xung ra cuía IC555 vaì caïc Trigå: Vi maûch IC555 laìm viãûc åí chãú âäü tæû dao âäüng, táön säú dao âäüng phuû thuäüc vaìo sæû phoïng naûp cuía tuû C. Khi tuû C naûp qua 2 âiãûn tråí R1 vaì R2: tæì så âäö maûch âiãûn ta coï phæång trçnh cán bàòng âiãûn aïp cuía maûch âiãûn: iR +Uc = Vcc du i: doìng âiãûn naûp cho tuû, i = C. c dt Phæång trçnh mä taí quaï trçnh naûp cho tuû du C c + u = V Viãút hãû phæång trçnh naìy dæåïi daûng toaïn tæí r dt c cc Laplace duc  L Tn  + L uc  = LVcc = våïi Tn C.R dt  Vcc Hay Tn [PUc(p) - Uc(0) ] + Uc(p) = p Vcc Uc(p)(Tnp +1) = + TnUc(0) p Taûi thåìi âiãøm ban âáöu cuía quaï trçnh naûp âiãûn thç Uc(0) = Vcc/3 Vcc Váûy phæång trçnh viãút laûi : Uc(p) [ Tnp + 1] = +TnVcc/3 p V cc 1 V ccT n V cc V ccT n Uc(p) = + = + P(T n P 1) 3 T n P 1 1 1 pT n (P ) 3T n (P ) T n T n V cc T n T n V cc 1 2 Uc(p) = ( ) = Vcc[] T p 1 1 P 1 n P 3(P ) 3(P ) T n T n T n Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc cuía toaïn tæí Laplace : t 2 T n Uc(t) = Vcc (1 - e ) (1) 3 Khi kãút thuïc quaï trçnh naûp thç Uc (T1) = 2Vcc/3 , thay vaìo (1) ta coï 2V 2 T1 cc V (1 e T n ) (2) 3 cc 3 Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
67. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút tæì phæång trçnh (2) giaíi ra ta âæåüc T = 0,7.C.(R +R ) 1 A B Tæång tæû phæång trçnh phoïng âiãûn cuía tuû V cc Uc(p) (TnP + 1 ) = T U (0) (*) P n c Taûi caïc thåìi âiãøm ban âáöu, cho quaï trçnh tuû phoïng laì: v cc 2 Uc(0)=2Vcc/3,thay vaìo (*) ta âæåüc Uc(p) (TnP +1 ) = T V P 3 n cc V cc 2 V cc V cc T n T n 2 V cc Uc(p) = [( ) ] 1 3 1 T n P 1 3 1 T n P(P ) P P P T n T n T n T n 1 1 U (p) = V [ ] c cc 1 P 3(P ) T n t 1 T n Tæì aính ta tçm âæåüc gäúc Uc(t) = Vcc(1 - )e (3) 3 Kãút thuïc quaï trçnh phoïng âiãûn thç : Uc(T1) = Vcc/3, thay vaìo (3) ta âæåüc V 1 T2 cc V (1 e T n ) 3 cc 3 T2 = 0,7Tn = 0,7CR vç quaï trçnh phoïng âiãûn chè phoïng qua RB do váûy chu kç xung ra laì: T = T1 + T2 = 0,7C(R1 +2R2 ) Táön säú xung ra cuía vi maûch IC555 : 1 1 f555 = = T 0,7C (R1 2R2 ) Vç coï 6 xung åí âáöu vaìo (xung CLOCK ) láúy tæì IC555 thç åí âáöu ra cuía Trigå coï 1 xung, nhæ váûy táön säú xung ra cuía caïc Trigå xuîng chênh laì f 555 1 táön säú cuía âiãûn aïp xoay chiãöu trãn taíi f = = 6 6.0,7C (R1 2R2 ) 1 = 4,2C (R1 2R2 ) Muäún thay âäøi táön säú nguäön thç ta phaíi thay âäøi táön säú maûch phaït xung chuí âaûo IC555 tæïc laì âiãöu chènh giaï trë C,R1,R2. âãø âån giaín ta choün træåïc giaï trë tuû C vaì âiãöu chènh bàòng caïch thay âäøi giaï trë cuía caïc âiãûn tråí R1, R2. Våïi taíi laì âäüng cå khäng âäöng bäü räto läöng soïc, yãu cáöu âiãöu chènh táön säú nguäön cung cáúp cho taíi tæì 15-50hz. Ta choün giaïi trë tuû C laì 0,1f Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
68. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút Giaï trë âiãûn tråí R1 seî tæång æïng våïi táön säú 50hz vaì R2 = 0 laì 1 50 = 6 R1 = 47600  láúy R1 = 47k 4,2.0,1.10 R1 Giaï trë âiãûn tråí R2 seî tæång æïng våïi táön säú 15hz vaì R1 = 47k 1 15 = 6 3 R 2 = 55,8k láúy R2 = 50k 4,2.0,1.10 (47 2R2 ).10 Bäü phán phäúi xung duìng 2 vi maûch 4013 chæïa 2 Trigå D loaûi CMOS coï âiãûn aïp ra mæïc logic ‘1’ laì 4,9v vaì doìng khoaíng 500A IV-2. Tênh choün caïc pháön tæí maûch khuyãúch âaûi xung: Theo tênh toaïn træåïc, Transitor cäng suáút T cuía pháön nghëch læu choün loaûi BUX-48 coï caïc thäng säú  7.5 , IC max=9A våïi doìng laìm viãûc IClv=6,73A thç doìng cuía Bazå T laì 6,73 IB= = 0,89A 7.5 IV-2.a Tênh choün caïc pháön tæí cuía maûch khuyãúch âaûi xung * Choün Transitor Q1: choün theo âiãöu kiãûn Ic = Iop = 5mA, VCE>VCC loaûi NPN Váûy ta choün loaûi 2SC828 0 Thäng säú P (mw) FT(MHz) t C UCB max UCE max UBE max Ic max  Type C828 250 200 125 30 30 5 50 220 SN Âiãûn tråí R5 choün theo âiãöu kiãûn V V V CC LEP CE (Q1 ) 5 2 0,5 R5 = = = 500 () I op 5 Choün R5 = 470 Vç Q1 chæa baîo hoaì nãn hãû säú khuyãúch âaûi doìng låïn, vê duû  = 200 váûy doìng 3 I c 5.10 IB = = = 25A  200 Doìng naìy nhoí hån doìng cung cáúp cuía maûch CMOS 4013 nãn ta cho thãm âiãûn tråí haûn doìng Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang
69. GVHD : LÃ QUÄÚC HUY Âäö aïn Âiãûn Tæí Cäng Suáút V V V V cc CEsat (Q1 ) D BE (Q1 ) 5 0,2 0,7 0,7 R4 = 5 136000 =136K I B 2,5.10 Trãn thæûc tãú nãn duìng trë säú nhoí hån, vê duû 68K âãø âaím baío LED optocopteur âæåüc cung cáúp âuí doìng. Choün R4 = 68K *Choün Transitor Q2: theo âiãöu kiãûn IC (Q2) > IBT = 0,84A UCE(Q2) > UCE = 30v loaûi NPN Váûy choün Q2 laì loaûi C2275 coï caïc thäng säú sau Thäng P(w) f (MHz) t0C U (v ) I  Type säú T CE max C max C2275 25 200 150 150 1,5 A 40 SN *OPTOCOPTEUR: choün loaûi TLP-521 do Nháût Baín chãú taûo coï caïc thäng säú sau: 11 Âiãûn tråí caïch ly: RCL =10  Âiãûn aïp caïch ly: 2500v doìng âiãûn phaït quang 5mA Tè säú truyãön doìng 50-100 láön láúy tè säú truyãön doìng 50 ta coï IOP = 5.50 = 250 mA = IB (Q2) IC (Q2) = IB(Q2) = 40.0,25 = 10A, doìng âiãûn naìy quaï låïn so våïi I CQ2 0,84 doìng âiãûn cáön laì I 0,021A nãn ta gàõn thãm R6 âãø BQ 2  40 haûn chãú doìng âiãûn V V V CC BE (Q2 ) BE (T ) 15 0,7 1,5 Choün R6 = 690 choün R6 =560 I 0,021 BQ 2 1/8W, åí âáy âiãûn aïp nuäi maûch kên laì 15v IV-3. Choün maûch âiãöu khiãøn bäü âiãöu chènh xung âiãûn aïp: Nhæ ta âaî tênh toaïn åí trãn, Transitor trong bäü âiãöu chènh xung laìm viãûc åí táön säú 500hz vç váûy ta phaíi choün bäü âiãöu khiãøn Transitor sao cho táön säú xung âiãöu khiãøn phaíi bàòng 500hz. Åí âáy ta choün vi maûch taûo xung IC555 våïi táön säú xung ra f555 = 500hz nhæ âaî tênh toaïn åí trãn ta coï táön säú xung ra cuía IC555 laì: 1 1 f555 = T 0,7C (R1 2R2 ) Ta choün tuû C= 0,047F, ta coï 1 f555 = R 6 500 1+2R2 =60790  0,7.0,047.10 (R1 2R2 ) Choün R1 = 18K R2 = 47K Sinh viên thực NGUYỄN VĂN PHƯƠNG Trang