Đề tài Lò nấu kim loại trung tần

Tr­êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi Khoa ®iÖn Bé m«n t®h – xncn B¸o c¸o thùc tËp tèt nghiÖp Gi¸o viªn h­íng dÉn ThÇy : trÇn träng minh : bïi ®¨ng quang Sv thùc hiÖn: nguyÔn ®×nh chanh Líp: T§H – K10D. §Þa ®iÓm thùc tËp: nhµ c«ng nghÖ cao hitech ®Ò tµi : lß nÊu kim lo¹i trung tÇn Hµ néi_th¸ng 11/2005 lêi nãi ®Çu Ngày nay dưới sự phát triÓn cña khoa häc kÜ thuËt, g¾n liÒn víi sù ph¸t triÓn kh«ng ngõng cña qu¸ tr×nh tù ®éng ho¸ trong s¶n xuÊt còng nh­ trong ®êi sèng sinh ho¹t. t®H n©ng cao n¨ng xuÊt còng nh­ chÊt l­îng s¶n phÈm. T®H thay thÕ dÇn con ng­êi lµm mét sè c«ng viÖc trong ®êi sèng vµ s¶n xuÊt ,®¨c biÖt trong c¸c ngµnh khoa häc vò trô vµ th¸m hiÓm.v.v… Trong kÜ thuËt luyÖn vµ lÊu thÐp tr­¬c ®ßi hái ngµy cµng cao vÒ c¸c chØ tiªu kinh tÕ kÜ thuËt t®h l¹i gióp con ng­êi gi¶i quyÕt nh÷ng yªu cÇu ngµy cµng ngÆt nghÌo vÒ vÊn ®Ò c«ng nghÖ .vÊn ®Ò c«ng nghÖ cã thÓ ®­îc tho¶ m·n t¹m thêi víi sù ra ®êi cña mét sè lo¹i lß lÊu thÐp b»ng ®iÖn.®Æc biÖt víi sù ra ®êi cña lß c¶m øng.v.v… Lµ thÕ hÖ sinh viªn may m¾n ®­¬c häc tËp t×m hiÓu vÒ chuyªn ngµnh T§H. trong thêi gian th­c tËp, t×m hiÓu .d­íi s­ dÉn d¾t cña c¸c thÇy trong bé m«n. ®Æc biÖt sù chØ b¶o cña thÇy TrÇn Träng Minh vµ thÇy Bïi §¨ng Quang ®· gióp ®ì chóng em hoµn thµnh bµi b¸o cao nµy. qua ®©y em xin göi lêi c¶m ¬n tíi c¸c thÇy ®· gióp ®ì em trong qu¸ tr×nh lµm viÖc vµ häc tËp sinh viªn : NguyÔn §×nh Chanh Môc lôc Trang Ch­¬ng I : giíi thiÖu chung vÒ lß ®iÖn_lß nÊu kim lo¹i trung tÇn I.1 §Æc ®iÓm cu¶ lß ®iÖn. §Æc ®iÓm. 2. C¸c ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi n¨ng l­îng trong lß ®iÖn I.2 C¸c lo¹i lß ®IÖn. Lß ®iÖn trë . Lß hå quang . Lß c¶m øng. Ph©n lo¹i . Ph©n lo¹i II. lß nÊu kim lo¹i trung tÇn nguyªn lý chung cña lß s­ ho¹t ®éng cña lß nÊu kim lo¹i trung tÇn khëi ®éng c¸c phÇn tö cÇn thiÕt trong qu¸ tr×nh khëi ®éng thuyÕt minh qu¸ tr×nh khëi ®éng Ch­¬ng II . c«ng nghÖ chØnh l­u – nghÞch l­u. Bµi 1.c«ng nghÖ chØnh l­u . I- ChØnh l­u mét pha. ChØnh l­u mét pha ,mét nöa chu k× . ChØnh l­u 1 pha hai nöa chu k×. ChØnh l­u cÇu mét pha. II- ChØnh l­u ba pha. ChØnh l­u h×nh tia ba pha . ChØnh l­u cÇu ba pha. III- ChØnh l­u s¸u pha. Bµi 2. c«ng nghÖ nghÞch l­u . I - Nghich l­u ®iÖn ¸p. NghÞch l­u ¸p mét pha. NghÞch l­u ¸p ba pha. II - NghÞch l­u dßng ®IÖn . NghÞch l­u song song . NghÞch l­u nèi tiÕp song song. III- NghÞch l­u céng h­ëng. NghÞch l­u céng h­ëng song song. NghÞch l­u céng h­ëng nèi tiÕp. Ch­¬ng III.cÊu tróc ph¸t xung më cho thysitor chØnh l­u vµ nghÞch L­u ch­¬ng I : Giíi thiÖu chung vÒ lß ®IÖn. - Trong ®êi sèng, s¶n xuÊt.Yªu cÇu vÒ sö dông nhiÖt lµ rÊt lín trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c nhau .nhiÖt n¨ng dïng ®Ó nung , sÊy ,nhiÖt luyÖn, nÊu chÈy c¸c chÊt vv… NhiÖt n¨ng lµ mét yªu cÇu kh«ng thÓ thiÕu, nguån nhiÖt n¨ng nµy ®uîc chuyÓn tõ ®iÖn n¨ng qua c¸c lß ®iÖn lµ rÊt phæ biÕnvµ thuËn tiÖn. - Tõ ®iÖn n¨ng cã thÓ thu ®­îc nhiÖt n¨ng bµng nhiÒu c¸ch : nhê hiÖu øng joule dïng trong lß diÖn trë.nhê phãng ®iÖn hå quang dïng trong lß hå quang .Nhê hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ dïng trong lß c¶m øng.vv… - Lß diÖn lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi ®æi ®iÖn n¨ng thµnh nhiÖt n¨ng sö dông trong c«ng nghÖ nÊu ch¶y vËt liÖu, c«ng nghÖ nung nãng, c«ng nghÖ nhiÖt luyÖn vµ c¶ trong ngµnh y tÕ.vv… 1. §Æc ®iÓm cña lß ®iÖn. - Lµ thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng t¹o ra nhiÖt ®é cao do nhiÖt ®ä tËp chung trong mét thÓ tÝch nhá, do nhiÖt n¨ng tËp chung nªn lß cã tèc ®é nung nhanh va cã n¨ng xuÊt cao. ®¶m b¶o nung ®Òu, dÔ ®iÒu chØnh khèng chÕ nhiÖt vµ chÕ ®é nhiÖt. - Lß ®¶m b¶o ®­îc ®é kÝnvµ kh¶ n¨ng nung trong ch©n kh«ng hoÆc trong m«i tr­êng cã khÝ b¶o vÖ v× vËy mµ ®é ch¸y tiªu hao kim lo¹i kh«ng ®¸ng kÓ . - Lß cã kh¶ n¨ng c¬ khÝ ho¸vµ tù ®éng ho¸ ë møc cao. - Lß ®¶m b¶o ®­îc ®iÒu kiÖn vÖ sinh kh«ng cã bôi ,kh«ng cã khãi. 2. C¸c ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi ®iÖn n¨ng trong lß ®iÖn a-ph­¬ng ph¸p ®iÖn trë Dùa trªn ®Þnh luËt joule:khi cho dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn, th× trªn d©y dÉn to¶ ra mét nhiÖt l­îng Q ,vµ Q ®­îc tÝnh theo biÓu thøc: Q = I2.R.t ,[J] Trong ®ã: I lµ C­êng ®é dßng ®iÖn ch¹y qua d©y dÉn, A R lµ §iÖn trë cña d©y dÉn, W t lµ Thêi gian dßng ®iÖn ch¹y qua d©y d·n , s b- Ph­¬ng ph¸p hå quang ®iÖn _ Dùa vµo ngän löa hå quang ,hå quang ®iÖn lµ mét trong nh÷ng hiÖn t­îng phãng ®iÖn qua chÊt khÝ .Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn b×nh th­êng th× chÊt khÝ kh«ng dÉn ®iÖn, nh­ng nÕu i«n ho¸ chÊt khÝ d­íi ®iÖn tr­êng th× khÝ sÏ dÉn ®iÖn, khi hai ®iÖn cùc tiÕp cËn nhau th× gi÷a chóng xuÊt hiÖn ngän löa hå quang ®Ó gia nhiÖt cho vËt nung hay nÊu ch¶y. c- Ph­¬ng ph¸p c¶m øng - Dùa trªn ®Þnh luËt c¶m øng ®iÖn tõ cña faraday: Khi cho dßng ®iÖn ®i qua mét cuén c¶m th× ®iÖn n¨ng ®­îc biÕn thµnh n¨ng l­îng cña tõ tr­êng biÕn thiªn. NÕu ®Æt vµo trong tõ tr­êng biÕn thiªn ®ã mét khèi kim lo¹i th× trong khèi kim loaÞ sÏ xuÊt hiÖn dßng ®iÖn c¶m øng (dßng foucault).nhiÖt n¨ng do dßng ®iÖn nµy g©y ra sÏ nung nong khèi kim lo¹i. II- c¸c lo¹i lß ®iÖn. 1. Lß ®iÖn trë -S¬ ®å nguyªn lÝ ®­îc trinh bµy ë (H-1) h×nh . 1 - Nguyªn lÝ hoat ®éng :lß ®iÖn trë la thiÕt bÞ biÕn ®æi ®iÖn nang thµnh nhiÖt n¨ng th«ng qua d©y ®èt (d©y ®iÖn trë) tõ d©y ®èt, qua bøc x¹, qua ®èi l­u vµ truyÒn nhiÖt, dÉn nhiÖt. NhiÖt n¨ng ®­îc truyÒn tíi vËt cÇn gia nhiÖt. - øng dông:Lß ®iÖn trë dïng ®Ó nung ,nhiÖt luyÖn,nÊu ch¶y kim lo¹i vµ hîp kim mµu … 2. Lß hå quang - S¬ ®å nguyªn lÝ ®­îc tr×nh bµy ë H×nh 2 H×nh 2 - Nguyªn lÝ ho¹t ®éng:Lîi dông nhiÖt l­îng cña ngän löa hå quang gi÷a c¸c ®iÖn cùc hoÆc gi÷a ®iÖn cùc vµ kim lo¹i ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i. - øng dông:lß hå quang ®­îc dung ®Î nÊu thÐp hay hîp kim chÊt l­îng cao. 3. Lß c¶m øng.S - S¬ ®å nguyªn lÝ ®­îc tr×nh bµy ë H×nh 3 - Nguyªn lÝ ho¹t ®éng :Lß c¶m øng hay lß tÇn sè lµm viÖc dùa vµo hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ .Khi ®Æt mét khèi kim lo¹i vµo trong tõ tr­êng biÕn thiªn th× trong khèi kim lo¹i sÏ xuÊt hiÖn c¸c dßng ®iÖn xoay chiÒu(dßng foucault),nhiÖt n¨ng do dßng ®iÖn xoay chiÒu sinh ra sÏ ®èt nãng khèi kim lo¹i. H×nh 3 øng dông: NÊu ch¶y kim lo¹i trongkh«ng khÝ ,khÝ tr¬ vµ trong ch©n kh«ng. Nung ph«i ®Ó rÌn ,dËp ,Ðp. T«i ram ñ c¸c chi tiÕt c¬ khÝ Hµn, gia c«ng hãa nhiÖt SÊy nung , hµn chÊt ®iÖn m«i ,b¸n dÉn(sÊy gç ,d¸n gç,sÊy khu«n ®óc sø,khö trïng ®å hép …..) 3.1/ Ph©n lo¹i lß c¶m øng: a- Theo tÇn sè lµm viÖc thi bao gåm : Lß c¶m øng tÇn sè c«ng nghiÖp 50 – 500 Hz Lß c¶m øng trung tÇncã tÇn sè tõ 500 – 10.000 Hz Lß c¶m øng cao tÇn co tÇn sè tõ 10.000 Hz trë lªn b- Theo ph¹m vi sö dông: Lß c¶m øng ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i vµ hîp kim bao gåm hai lo¹i lµ lß cã lâi thÐp (lß m¸ng) vµ lß kh«ng cã lâi thÐp (lß nåi). Lß m¸ng cã dung l­îng nhá vµ nhiÖt ®é thÊp nªn hay dïng ®Ó nÊu ch¶y kim lo¹i mµu .Lß nåi cã dung l­îng cµng lín thi tÇn sè cµng gi¶m ®Ó nãng ®Òu gi÷a nåi,dung l­îng nåi cã thÓ d¹t tíi 10 tÊn,lµm viÖc ë tÊn sè 50Hz c«ng suÊt 1500Kw ThiÕt bÞ nung ph«i cho rÌn ,d¹p c¸n ph«i cang lín th× tÇn sè lµm viÖc cµng nhá ThiÕt bÞ t«i bÒ mÆt th­êng lµm viÖc ë tÇn sè cao líp t«i cµng máng th× tÇn sè cµng cao. ThiÕt bÞ nung va sÊy chÊt b¸n dÉn 3.2/ ¦u ®iÓm cña thiÕt bÞ gia nhiÖt tÇn sè(lo c¶m øng) -cã thÓ truyÒn n¨ng l­îngnhiÖt cho vËt cÇn gia c«ng mét cach nhanh chãng vµ trùc tiÕp,kh«ngph¶i qua kh©u trrung gian nªn cã thÓ tù ®éng ho¸ ë møc caova cã thÓ tiªn hµnh gia nhiÖt ë m«i tr­¬ng trung tÝnh ,chan kh«ng., cã thÓ t«i mÆt ngoµi chi tiÕtvá cøng trong ruét mÌm mét c¸ch ®¬n gi¶n nhê hiÖu øng mÆt ngoµicña dßng cao tÇn va vËt t«i cã thÓ cã hÝnh d¹ng bÊt k×. t¨ng ®­îc n¨ng xuÊt lao ®éng vµ gi¶m ®­¬c lao ®éng mÖt nhäc. Ch­¬ng II . c«ng nghÖ lß nÊu thÐp Lß nÊu thÐp cã c«ng suÊt 2Mw vµ tÇn sè lµm viÖc lµ 500 Hz ho¹t ®éng dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ . Lß nÊu thÐp sö dông c«ng nghÖ: chØnh l­uvµ nghÞch l­u khëi ®éng gi¸n tiÕp : NGUY£N LÝ LµM VIÖC CñA Lß NÊU THÐP Lß nÊu thÐp ho¹t ®éng dùa trªn hiÖn t­îng c¶m øng ®iÖn tõ : khi cho dßng xoay chiÒu ®i qua cuén d©y trong lßng cuén d©y xuÊt hiÖn mét tõ tr­êng biÕn thiªn . NÕu ta ®Æt mét thái kim lo¹i vµo trong tõ tr­êng biÕn thiªn ®ã th× trong thái kim lo¹i sÏ xuÊt hiÖn mét søc ®iÖn ®éng c¶m øng vµ t¹o nªn dßng xoay chiÒu . NhiÖt n¨ng do dßng AC sinh ra chÝnh lµ nguån nhiÖt ®Ó nÊu ch¶y thái kim lo¹i . Tuy nhiªn nhiÖt n¨ng chuyÒn vµo thái kim lo¹i cßn phô thuéc vµo nh÷ng yÕu tè : ®iÖn trë xuÊt vµ hÖ sè tõ thÈm mo Do n¨ng l­îng nhiÖt (nhiÖt n¨ng) tØ lÖ víi b×nh ph­¬ng c­êng ®é dßng ®iÖn :QnhiÖt = LI2 , do ®ã ta cã thÓ kh¾c phôc vÊn ®Ò truyÒn nhiÖt b»ng c¸ch: - T¨ng c­êng ®é dßng ®iÖn trong cuén d©y , nh­ng khi dßng c­êng ®é dßng ®iÖn t¨ng th× tiÕt diÖn cña d©y còng t¨ng , do ®ã chØ cã thÓ t¨ng c­êng ®ä dßng ®iÖn ®Õn mét gi¸ trÞ giíi h¹n cho phÐp. - Ngoµi t¨ng I ta cßn cã thÓ t¨ng gi¸ trÞ ®iÖn c¶m L cña cuén d©y nh­ng khi t¨ng gi¸ trÞ ®iÖn c¶m sÏ lµm cho sè vßng d©y t¨ng lªn , rÊt cång kÒnh vÒ kÝch th­íc . V× vËy cñng chØ t¨ng L ®Õn mét giíi h¹n nhÊt ®Þnh . - Do n¨ng l­îng nhiÖt tØ lÖ víi .Nªn khi t¨ng tÇn sè lªn 4 lÇn th× nhiÖt n¨ng chØ t¨ng lªn 2 lÇn , vµ thùc tÕ ng­êi ta sö dông ph­¬ng ph¸p nµy v× nguån cÊp cho lß c¶m øng lµ nguån ®iÖn cã tÇn sè cao . - Lß nÊu thÐp ®ang xÐt cã vµ ®­îc cÊp nguån tõ nguån ®iÖn cã U = 720V vµ f = 50Hz ®Ó cã tÇn sè f mong muèn ta cã 2 c¸ch: C¸ch 1: sö dông bé biÕn tÇn trùc tiÕp tuy nhiªn nã rÊt phøc t¹p ta kh«ng xÐt C¸ch 2: §Ó ®¬n gi¶n ng­êi ta sö dông bé biÕn tÇn gi¸n tiÕp gåm mét kh©u chØnh l­u vµ mét kh©u nghÞch l­u ®éc lËp . - Kh©u chØnh l­u ®­îc sö dông lµ chØnh l­u cÇu 3 pha sö dông thyristor : ®Ó chØnh l­u nguån ®iÖn xoay chiÒu cã ®iÖn ¸p thÊp720V vµ tÇn sè c«ng nghiÖp f = 50 Hz sang nguån ®iÖn mét chiÒu cã c«ng suÊt lín víi tÇn sè gi÷ nguyªn ®Ó cÊp cho kh©u nghÞch l­u ®éc lËp ®Ó ch㶠ra cña kh©u nghÞch l­u ®¹t 1100V xoay chiÒu. - Kh©u nghÞch l­u ®éc lËp ®­îc sö dông lµ kh©u nghÞch l­u ®éc lËp cÇu mét pha, nã lµm viÖc víi phô t¶I ®éc lËp víi môc ®Ých biÕn nguån cÊp mét chiÒu cho nghÞch l­u ®éc lËp thµnh nguån ®iÖn xoay chiÒu cã c«ng suÊt vµ tÇn sè tahy ®æi ®­îc ®Õn gi¸ trÞ mong muèn cÊp cho lß nÊu thÐp. 1 ) Khëi ®éng gi¸n tiÕp lß nÊu thÐp : - s¬ ®å - Lý do khëi ®éng lß gi¸n tiÕp : Víi môc ®Ých giÈm tæn hao c«ng su¸t ph¶n kh¸ng do c«ng suÊt biÓu kiÕn lµ S2 = Q2 +P2 §¶m b¶o cho thyristor ho¹t ®éng ma kh«ng bÞ qu¸ t¶I, kh«ng g©y ch¸y thyristor. §Ó gi¶m thiÓu c«ng xuÊt ph¶n kh¸ng Q , ng­¬I ta cho bé nghÞch l­u lµm viÖc víi m¹ch ®éng céng h­ëng LC ,víi ®iÒu kiÖn c«ng h­¬ng ZL=Zc Nguyªn lý khëi ®éng gi¸n tiÕp : Khi m¹ch lùc cña lß ®­îc cÊp ®iÖn th× tô ®iÖn khëi ®éng: C22 ®­îc n¹p qua biÕn ¸p khëi ®éng T8 ,cÇu chØnh l­u ®i«t §5 , ®iÖn trë h¹n chÕ dßng n¹p R23 vµ ®iÖn trë b¶o vÖ tô khëi ®éng lµ R22 . Do ®iÖn ¸p lµm viÖc cña lß ®¹t : Ulß= 2640v , nªn biÕn ¸p khëi ®éng T8 cã chøc n¨ng t¨ng ®iÖn ¸p tõ 220v xoay chiÒu lªn 2200v xoay chiÒu vµ ®­a qua cÇu chØnh l­u ®i«t §5 thµnh ¸p mét chiÒu n¹p cho tô khëi ®éng C22 . Tô khëi ®éng C22 n¹p ®Çy th× khëi ®éng tõ 42TX ®ãng tiÕp ®iÓm 42U1,42Y2 , tô ®iÖn khëi ®éng C22 phãng ®iÖn qua cuén c¶m cña lß vÒ ®Æt ®iÖn ¸p d­¬ng nªn A, K cña thyristor 21,22.chê hép ®iÒu khiÓn ph¸t xung më cho c¸c thyristor T21, T22, §Ó n¹p cho tô lß . - Khi tô lß ®­îc n¹p ®Çy sÏ phãng ®iÖn qua cuén c¶m lß t¹o ra m¹ch dao ®éng LC vµ khëi ®éng tõ më tiÕp ®iÓm ng¾t kh©u khëi ®éng gi¸n tiÕp ra khái m¹ch lùc cña lß . Trong qu¸ tr×nh phãng ®iÖn qua cuén c¶m L cña lß lµm gi¶m ®iÖn ¸p n¹p:Un¹p cho tô khi ®ã vµ biÕn ¸p tù ngÉu l¹i n¹p ®Çy cho tô lß vµ tô lß l¹i phãng n¹p t¹o ra mét m¹ch dao ®éng céng h­ëng LC cã tÇn sè phï hîp víi tÇn sè cña bé nghÞch l­u . Khi tÇn sè phï hîp th× hép ®iÒu khiÓn ph¸t xung më thyristor thuéc m¹ch nghÞch l­u ®­a nguån sau nghÞch l­u vµo lµm viÖc víi lß. - C¸c kho¸ chuyÓn m¹ch: CM1,CM2,CM3 ®­îc ®ãng khi tô lß kh«ng t¹o ra ®­îc ®iÒu kiÖn céng h­ëng ZL = ZC hay bÞ háng . NhËn xÐt : nh­ vËy tô C ®­îc sö dông kh«ng chØ ®Ó gi¶m c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q v« Ých mµ cßn n©ng cao hÖ sè cosj cña lß v× cosj 2 ) C¸c phÇn tö sö dông trong m¹ch lùc cña lß a ) C¸c phÇn tö sö dông trong m¹ch khëi ®éng gi¸n tiÕp: BiÕn ¸p khëi ®éng T8 cos c¸c th«ng sè: 220V/2000V – 2200VA – 60HZ lµ biÕn ¸p cã chøc n¨ng t¨ng ¸p tõ 220V xoay chiÒu lªn 2200V xoay chiÒu cã chøc n¨ng n¹p ®iÖn cho tô ®iÖn khëi ®éng :C22 qua cÇu chØnh l­u ®i«t §5 CÇu chØnh l­u §5 lµ cÇu chØnh l­u ®ièt: cã chøc n¨ng chØnh l­u tõ nguån Xoay chiÒu sang nguån mét chiÒu n¹p cho tô C22 §iÖn trë h¹n chÕ dßng R23 cã th«ng sè :5K- 200W + 2 x (41W - 120W) cã chøc n¨ng h¹n chÕ dßng n¹p vµ n¹p cho tô khëi ®éng C22 . Tô khëi ®éng C22: vµ cã chøc n¨ng n¹p ®µy cho c¸c tô lß , ®¶m b¶o t¹o ra m¹ch dao ®éng céng h­ëng LC. §iÖn trë b¶o vÖ tô khëi ®éng: R22 cã chøc n¨ng b¶o vÖ C22 Cuén c¶m L3,L4, lµ c¸c xuyÕn khe hë kh«ng khÝ kh«ng cã th«ng sè ®­îc sö dông: ®Ó lµ dßng sau chØnh l­u cã chøc n¨ng t¹o ra nguån dßng cã chÊt l­îng n¹p cho tô lß. BiÕn dßng: CT4 cã th«ng sè : 200A/5A 1150V-50/60Hz vµ cã sè hiÖu HC-758:cã chøc n¨ng ®o dßng sau khi n¹p cho tô khëi ®éng. Thyristor phô ®­îc ghÕp tich hîp bëi: TH21, TH22 sö dông ®Ó ®iÒu khiÓn tiÕp ®iÓm n¹p cho tô lß khi tô khëi ®éng ®­îc n¹p ®Çy, cã th«ng sè1600V – 200A. CÆp tiÕp ®iÓm 42Y1,42Y2 :lµ Cuộn hút 200¸240VAC – 50/60Hz tiếp điểm lực 150A, 2 tiếp điểm phụ một thường đóng một thường hở cã chøc n¨ng ®ãng l¹i khi cÇn n¹p cho tô lß vµ më ra khi tô lß ®uîc n¹p ®µy,cã sè hiÖu: S-K150. Tô C21 b¶o vÖ qu¸ ¸p cho thyristor phô: TH21 , TH22 cã th«ng sè : 0,5mF – 1000VAC – 1000Hz. §iÖn trë R21 b¶o vÖ qu¸ dßng cho thyristor phô: TH21 , TH22 cã th«ng sè 200W- 10W R24 b¶o ®¶m dßng më cho thyristor phô :TH21 , TH22 cã th«ng sè 120w,4KW b) C¸c phÇn tö trong m¹ch lùc Llß : lµ cuén d©y c¶m øng quÊn quanh th©n lß cã chøc n¨ng t¹o dßng ®iÖn c¶m øng ®Ó sinh nhiÖt nÊu ch¶y kim lo¹i. DS1 , DS2 : lµ c¸c kho¸ chuyÓn m¹ch cã chøc n¨ng – tËn dông tèi ®a c«ng suÊt cña lß CM1,CM2,CM3 : lµ c¸c kho¸ chuyÓn m¹ch ®­îc sö dông ®Ó t¨ng g¸i trÞ ®iÖn dung khi gi¸ trÞ ®iÖn dung cña tô lß gi¶m , kh«ng ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn céng h­ëng cña m¹ch dao ®éng LC Tô lß : cã chøc n¨ng t¹o m¹ch dao ®éng céng h­ëng LC BiÕn ¸p ®ång pha: T1 cã th«ng sè: Ba pha D/U 220V/727V – 1320VA – 60HZ vµ cã chøc n¨ng: dÞch c¸c xung ®iÒu khiÓn vÒ gèc täa ®é gióp cho hép ®iÒu khiÓn nhËn biÕt ®­îc chóng. Biến ¸p xung Kh«ng cã th«ng sè cã chøc n¨ng c¸ch li m¹ch lùc víi m¹ch ®iªu khiÓn. BiÕn ¸p tù ngÉu : cã chøc n¨ng khëi ®éng lß víi 30 ¸ 50% c«ng suÊt cña lß Van sö dông trong bé chØnh l­u la thyrristor cã th«ng sè: 2400V – 1712A vaf sè hiÖu: N640CH24 : C¸c phÇn tö ®o l­êng , b¶o vÖ , lµm m¸t trong lß nÊu thÐp 1 . PhÇn tö ®o ®iÖn ¸p: PhÇn tö ®o ®iÖn ¸p vµo: + BiÕn ¸o ®o l­êng PT1,PT2 cã th«ng sè: 770V/110V – 200VA – 50HZ.cã chøc n¨ng: ®o ®iÖn ¸p ®Çu vµo cña bé chØnh l­u cÇu ba pha, gửi đến c«ngtơ và hộp điều khiển b¸o PhÇn tö ®o ¸p sau nghÞch l­u: + BiÕn ¸p ®o l­êng:PT3 cã th«ng sè :1100V/110V – 200VA – 50HZ vµ cã chøc n¨ng: Đo ¸p đầu ra sau nghÞch l­u ,b¸o vÒ hép ®iªu khiÓn. PhÇn tö ®o ®iÖn ¸p th©n lß: + BiÕn ¸p ®o l­êng PT4 cã th«ng sè: 2640V/110V – 200VA – 50HZ .cã nhiÖm vô ®o ®iÖn ¸p th©n lß tõ hiÖn tr­êng b¸o cho hép ®iÒu khiÓn. 2 . PhÇn tö ®o dßng ®iÖn: PhÇn tö ®o dßng ®Çu vµo: CT1; CT2 ®o dßng vµ c«ng suÊt vµo bé chØnh l­u b¸o vÒ cho hép ®iÒu khiÓn b¸o vÒ cho hép ®iÒu khiÓn biÕt cã dßng vµ ®ñ c«ng suÊt vµo bé chØnh l­u ch­a. PhÇn tö ®o dßng ®iÖn vµo lß : CT3 ®o dßng vµ c«ng suÊt vµo lß b¸o vÒ cho hép ®iÒu khiÓn biÕt cã dßng vµ c«ng suÊt vµo lß ch­a. PhÇn tö ®o dßng khëi ®éng: CT4 ®o dßng vµ c«ng suÊt sau tô khëi ®éng C22 b¸o vÒ cho hép ®iÒu khiÓn biÕt ®ñ dßng ,c«ng suÊt ch­a. II .C¸c phÇn tö b¶o vÖ. 1 . B¶o vÖ ng¾n m¹ch b»ng cÇu ch¶y t¸c ®éng nhanh. F1,2,3,: cã th«ng sè 6A – 500V vµ cã chøc n¨ng b¶o vÖ ng¾n m¹ch cho biÕn ¸p ®o l­¬ng PT1;PT2 F4,F5 cã th«ng sè 25A – 500V chøc n»n b¶o vÖ ng¾n m¹ch cho c«ng t¾c t¬ 42TX. F6 cã th«ng sè 2A – 500V cã chøc n¨ng b¶o vÖ: biÕn ¸p T2 F7 cã th«ng sè 2A – 500V cã chøc n¨ng b¶o vÖ:®éng c¬ lµm m¸t. F8 cã th«ng sè 6A – 500V cã chøc n¨ng b¶o vÖ biÕn ¸p ®o l­êng PT3 F9 cã th«ng sè 6A – 500V cã chøc n¨ng b¶o vÖ biÕn ¸p ®o l­êng PT4 2.b¶o vÖ chèng sÐt:cã sè hiÖu : ERZC32EK751 b¶o vÖ thiÕt bÞ khi cã m­a b·o. 3. B¶o vÖ qu¸ t¶i b»ng c¸c Apt«mat NFB2 cã th«ng sè: Ba pha 10A b¶o vÖ cho biÕn ¸p ®ång pha T1 NFB3 cã th«ng sè: Ba pha 30A b¶o vÖ cho biÕn ¸p T3; T4; T5 vµ ®äng c¬ lµm m¸t Chương.II.C«NG NGHỆ CHỈNH LƯU - NGHỊCH LƯU I.chØnh l­u. 1. Khái niệm: Chỉnh lưu là quá trình biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Chỉnh lưu là thiết bị điện tử công suất đươc sư dụng rộng rãi nhất trong thực tế: như trong công nghiệp, y tế ..vv. 2.Phân loại Chỉnh lưu được phân loại theo một số cách sau đây: a . Phân loại theo số pha nguồn cấp cho mạch lực: một pha, hai pha, ba pha,…vv b . Phân loại theo loại van bán dẫn trong mạch van. Mạch van dùng toàn đi ôt, đươc gọi là chỉnh lưu không điều khiển. Mạch van dùng toàn tiristo , gọi là chỉnh lưu điều khiển . Mạch chỉnh lưu dùng cả hai loại đi ôt và tiristo, gọi là chỉnh lưu bán điều khiển. c. Phân loại theo sơ đồ mắc các van với nhau. Sơ đồ hình tia: Ở sơ đồ này số lượng van sẽ bằng số pha nguồn cấp cho mạch van. Tất cả các van đều đấu chung một đầu nào đó với nhau hoặc catốt chung , anốt chung. Sơ đồ cầu: ở sỏ đồ này số lượng van nhiều gấp đôi số pha nguồn cấp cho mạch van. Trong đó một nửa số van mắc chong nhau anot nửa kia lại mắc chung nhau catot . Như vậy , khi gọi tên một mạch chỉnh lưu , người ta dùng ba dấu hiệu trên để chỉ cụ thể mạch đó. II . nghÞch l­u ®éc lËp 1:Khái niệm. Nghịch lưu độc lập là thiết bị biến đổi dòng điện một chiều thành dòng điện xoay chiều có tần số ra có thể thay đổi được và làm việc với phụ tải độc lập. Nguồn một chiều thông thường là điện áp chỉnh lưu, ac quy và các nguồn một chiều độc lập khác. Nghịch lưu đôc lập và biến tần được sử dụng rộng rãi rtrong các lĩnh vực như cung cấp điện (từ các nguồng độc lập như acquy). Các hệ truyền động xoay chiều , giao thông truyền tải điện năng, luyện kim… 2: phân loại . Người ta thường phân loại nghịch lưu theo sơ đồ :như nghịch lưu một pha , nghịch lưu ba pha . Người ta cũng có thể phân loại chúng theo quastrình điện từ xảy ra trong nghịch lưu như :nghịch lưu áp , nghịc lưu dòng , nghịch lưu cộng hưởng . Ngoài ra còn nhiều cách phân loại nghịch lưu nhưng hai cách trên là phổ biến hơn cả. III .lý do dïng nhiÒu thyristor trong chinh l­u , nghÞch l­u. Mạch chỉnh lưu dùng van là đi ôt tuy đơn giản nhưng chỉ cấp ra tải một điện áp xác định:=U. Chỉ phụ thuộc vào sơ đồ mạch van và điện áp nguồn U không cho phép thay đối hoặc giữ ổn định theo yêu cầu công nghệ của tải. Điều này do đi ôt luôn tự dẫn dưới tác động của chính điện áp nguốn xoay chiều theo hai luật dẫn gọi là mở tự nhiên. Hinh1. 0 Nếu thay đổi đi ôt bằng tiristo ta sẽ điều khiển được điểm dẫn của van theo ý muốn , vì để mở được tiristo ta sẽ cần có đồng thời hai điều kiện sau; Thư nhất : điện áp trên van phải dương ,UAK > o , điều kiện này hoàn toàn như đi ôt. Thư hai: có dòng điều khiển đủ mạnh tác động vào cực điều khiển của nó , điều kiện này đi ôt không có .Như vậy sử dụng điều kiện thư hai ta có thể khống chế được nhược điểm mở tiristo theo ý muốn . Để thể hiện trong mạch điều này , người ta sử dụng khái niệm góc mở Góc điều khiển α là góc tính từ thời điểm mở tự nhiên đến thời điểm tiristo được phát xung vào cực điều khiển để mở van .Thời điểm mở tự nhiên là thời điểm mà ở đó nếu van là đi ôt thì nó bắt đầu dẫn. Theo quy ước này các mạch chỉnh lưu môt pha , hai pha có điểm mở tự nhiên là các điểm qua o của nguồn xoay chiều. PhÇn 1. CÔNG NGHỆ CHỈNH LƯU I. chØnh l­u dïng ®i«t. 1. chØnh l­u mét pha nöa chu k×. + S¬ ®å nguyªn lý vµ d¹ng ®å thÞ ®iÖn ¸p ®­îc tr×nh bay trªn h×nh: H.1 §iÖn ¸p sau chØnh l­u U= ∫u(Ө)dӨ = ∫UsinӨdӨ = U= 0.45U. Dßng ®iÖn sau chinh l­u: I = . Hình 1 Dßng trung b×nh ch¹y qua mçi van: I = I. §iÖn ¸p ng­îc trªn mçi van: Ungmax = U. 2. Chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ cã điểm giữa. + s¬ ®å nguyªn lý vµ d¹ng ®å thÞ ®iÖn ¸p ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh:H.2. §iÖn ¸p sau chØnh l­u : U = ∫UsinӨdӨ = U = 0,9U. Dßng ®iÖn sau chinh l­u: I =. b) H×nh 2 H×nh.3 Dßng trung b×nh qua van: I = . §iện ¸p ngược cực đại trªn đi ot là: Ungmax = 2U. Chỉnh lưu cầu một pha . S¬ ®å nguyªn lý vµ d¹ng ®å thÞ ®iÖn ¸p ®­îc tr×nh bµy trªn H×nh4. a) §iÖn ¸p sau chØnh l­u: U = U = 0,9U. Và : I =. Dòng điện trung b×nh qua mỗi van: I = . Tuy nhiªn điện ¸p ngược trªn van đang khãa kh«ng tương tự .Giả sử đi ot 1,2 dẫn đi ot 3,4 khãa ta cã sơ đồ thay thế trªn h×nh 5. Râ ràng hai đi ot 3,4 đấu song song với nguồn U2. §iÖn ¸p ng­îc trªn mçi van: U = . b) H×nh4 H.5 Chỉnh lưu cầu một pha được sö dụng kh¸ rộng r·i trong thực tế , nhất là với điện ¸p trªn 10V , dßng tải cã thể đÕn một trăm am pe. Ưu điểm của mạch là cã thể kh«ng cần biến ¦u Nh­îc điểm của nã là cã hai đi«t tham gia dẫn dßng đi«t nhãm lẻ dẫn dßng ra tải , đi ot nhãm chẵn dẫn dßng từ tải về nguồn .Như vậy sẽ cã sụt ¸p do hai đi ot g©y ra , chÝnh lý do này làm cho mạch kh«ng thÝch hợp với chỉnh lưu điÖn ¸p thấp dưới10V khi dßng tải lớn. 4.Chỉnh lưu h×nh tia ba pha . Mạch van gồm 3 đi ot1,2,3 mắc thành một nhãm , ë ®©y lµ kiÓu kat«t chung. .Điện ¸p xoay chiều đưa vào mạch van là nguồn 3 pha đối xứng Ua,Ub,Uc. Theo sơ đå ta thấy a not đi ot 1 đấu với Ua , anot đi ot2 đấu với Ub, anot đi ot 3 đấu với Uc.V× thế : §iÖn ¸p sau chØnh l­u: Trong khoảng Ө®Õn Ө ( 30 ®Õn 150), điện ¸p Ua > Ub, Uc nªn đi ot 1 dẫn ,suy ra Ud = Ua. Trong khoảng Ө ®Õn Ө (150 ®Õn 270), điện ¸p Ub> Ua, Uc nªn đi ot 2 dẫn suy ra Ud =Ub. Trong khoảng Ө ®Õn Ө(270 ®Õn 390), điện ¸p Uc> Ua, Ub nªn đi ot 3 dẫn, suy ra Ud = Uc. H×nh 6 Ua = sinӨ. Ub = sin(Ө ─ 120) Uc = sin(Ө ─ 240). Như vậy điện ¸p ra tải lu«n lấy điện ¸p pha dương nhất của nguồn theo đồ thị ta cã: Ud = ∫sinӨ = =1,17U Dßng ®iÖn t¶I sau chØnh l­u: I =. Dßng điện qua mỗi van chỉ tồn tại trong 1/3 chu kỳ ®iÖn ¸p nguồn,v× vậy : I = I/3. Điện ¸p ngược trªn van dễ dàng x¸c định với giả thiết đi ot 1 dẫn ta cã sơ đồ thay thế hinh7. H×nh 7 Ở đ©y đi ot 2,3 sẽ đấu vào điện ¸p d©y của nguồn xoay chiÒu,do đã điện ¸p ngược trªn van bằng điện ¸p d©y nguồn .Vậy điện ¸p ngược cực đại trªn van là điện ¸p d©y cực đại. Ung max = Udây max = = . Chỉnh lưu h×nh tia ba pha cã đặc điểm tương tự chỉnh lưu h×nh tia hai pha . Để hoạt động cần cã biến ¸p đÓ đưa điểm trung tÝnh ra tải .V× mạch dßng nguồn 3 pha nªn c«ng suất cã thể tăng lªn nhiều ,dßng điện tải đÕn vài tr¨m am pe. 5.Chỉnh lưu cầu ba pha . Mạch van gồm 2 nhãm đi ot Đ1 , Đ3, Đ5, đấu theo kiểu ca tot chung (hinh8) nªn hoạt động theo quy luật dẫn l v× thế trong khoảng Ө3 ®Õn Ө5 , khi Ua dương nhất Đ5 dẫn trong khoảng Ө5 ®Õn Ө7 khi Uc dương nhất. C¸c đi ot Đ2, Đ4, Đ4, đÊu theo kiểu a not chung nªn : Đ2 dẫn trong khoảng Ө2 ®Õn Ө4 khi Uc ©m nhất. Đ4 dẫn trong khoảng Ө4 ®Õn Ө6 khi Ua ©m nhất . Đ6 dẫn trong khoảng Ө6 ®Õn Ө8 khi Ub ©m nhất Đối chiếu theo đồ thị dẫn c¸c van ta thấy bất kỳ ở thời điểm nào cũng cã một đi ot nhãm trªn dẫn với một đi ot của nhãm dưới nªn ta cã: Điện ¸p trung b×nh nhận được trªn tải là: U = .∫(ua – ub )dӨ = ∫[ U2msinӨ - U2msin(Ө - 120)]dӨ == 2,34U2.  H.8 So s¸nh gi¸ trị này với trường hợp chỉnh lưu ba pha h×nh tia , ta thấy nã cã trị số gấp 2 lần . Điều này cã thể thấy theo sơ đồ ở h×nh 8 ,sơ đồ cầu ba pha dường như là hai sơ đồ h×nh tia mắc nối tiếp nhau , nhãm đi ot lẻ chỉnh lưu lấy điện ¸p dương , nhãm đi ot chẵn chỉnh lưu lấy nốt phần điện ¸p ©m cßn lại ,v× vậy tổng ta cã hai chỉnh lưu ba pha h×nh tia nối tiếp nhau . Điẹn ¸p Ud của mạch chỉnh lưu cã dạng gọn sãng , kh«ng phẳng , gọi là độ đập mạch .Số lần đập mạch trong một chu kỳ của nguồn xoay chiều 2π phụ thuộc vào sơ đồ chỉnh lưu. Số lÇn đập mạch càng cao th× dạng Ud càng phẳng , tức là hệ số đập mạch kđm nhỏ hơn . II.Chỉnh lưu điều khiển mét pha một nửa chu kỳ tải thuần trở. Để so s¸nh chỉnh lưu kh«ng điều khiển và chỉnh lưu cã điều khiển , h×nh 1.1 dựng c¸c ®ồ thị U ở hai trường hợp này .H×nh 1.1b là điện ¸p chỉnh lưu nhận được khi dùng đi ôt , h×nh 1.1c là chỉnh lưu cã điều khiển. Trong sơ đồ này ở giai đoạn (0 ®Õn α) mặc dï điện ¸p trªn tiristo T đã dương , song phải đến thời điểm α th× tiristo mới nhận được tÝn hiệu điều khiển Itừ kh©u ph¸t xung Do đã:Trong giai đoạn (0 ®Õn α) tiristo kho¸: U=0 Trong giai đoạn (0 ®Õn π) tiristo dẫn: U=U(Ө) Trong giai đoạn (π ®Õn 2π) tiristo kho¸: U=0. H-1.1 H×nh 1.1 Như vậy điện ¸p U b©y giờ kh«ng cßn là toàn bộ nửa h×nh sin dương của điện ¸p nguồn xoay chiều U, mà chỉ là một phần của nã với độ lớn tuỳ thuộc gãc α. Ta cã : §iÖn ¸p sau chØnh l­u: Uα = ∫U(Ө)dӨ = ∫UsinӨdӨ = U Khi điều khiển với α = 0 có gi¸ trị U U =U =0,45 U Đ©y chính là biểu thức tưuơng ứng chỉnh lưu kh«ng điều khiển dïng ®I èt V× vậy cã thể coi r»ng chỉnh lưu đi «t là trường hợp riªng của chỉnh lưu dïng tiristo với α = 0 U=U =Uf(α ) Biểu thức này cho thấy điện ¸p chỉnh lưu U là một hàm phụ thuộc vào gãc điều khiển α.như vậy muốn điều chỉnh điện ¸p ra tải chỉ cần t¸c động vào tham số duy nhất là α. Ở mạch chỉnh lưu này ,bằng c¸ch thay đổi α từ 0 đến 180 ta điều chỉnh được điện ¸p U từ gi¸ trị lớn nhất U đến gi¸ trị nhỏ nhất (bằng 0). C¸c tham số của chỉnh lưu dïng tiristo đều lấy từ chỉnh lưu dïng đi «t , với lý do đơn giản là khi α =0 (tương ứng chỉnh lưu kh«ng điều khiển )th× điện ¸p chỉnh lưu lớn nhất và mạch cũng mang tải nặng nhất. III.Chỉnh lưu h×nh tia 1.Chỉnh lưu h×nh tia hai pha Hinh 1.2 a) , b) Lưu ý trong mạch chỉnh lưu nhiều pha ,gãc điều khiển α của c¸c tiristo phải bằng nhau :α=α=α.Sự sai lệch giữu chóng được ®¸nh gi¸ bằng độ mất đối xứng .Mạch điều khiển cã nhiệm vụ đảm bảo độ mất đối xứng kh«ng vượt qu¸ 1 đÕn 2 điện .Theo đồ thị ta nhận thấy được : §iÖn ¸p sau chØnh l­u: U =∫U(Ө)dӨ =∫UsinӨdӨ = U= U với U =o,9U. Với tải thuần trở , dạng dßng điện i tương tự dạng điện ¸p U, và ta thấy dßng điện sẽ cã đoạn bằng 0 (i=0) trong toàn dải điều chỉnh α. Do vậy dßng điện này được gọi là dßng điện gi¸n đoạn. 2.Chỉnh lưu h×nh tia ba pha dïng tiristo. Đồ thị điện ¸p U vµ s¬ ®å nguyªn lÝ của mạch chỉnh lưu này thể hiện trªn h×nh 1.3 bªn d­ãi với gãc α =30.Đ©y là gãc đặc biệt . Nếu α ≥ 30, điện ¸p sẽ cã đoạn bằng 0, v× vậy khi tải thuần trở ,dßng điện tải isẽ gi¸n đoạn , tức là cã những đoạn i= o, và dßng điện qua van lu«n kết thóc khi điện ¸p pha về 0. Từ đồ thị h×nh 1.4a U cã dạng: Uα =∫U(Ө)dӨ = ∫UsinӨdӨ = U[1 + cos( α + 30)] = U = U Hinh1.4 b.Nếu α < 30, dạng điện ¸p U ở h×nh1.4b .Ta thấy rằng điện ¸p ulu«n lớn hơn 0. Như vậy với tải thuần trở ,dßng điện i sẽ lu«n tồn tại và chảy liªn tục qua tải ,v× vậy dạng dßng này gọi là dßng liªn tục . Ở đ©y điện ¸p U kh¸c đi , kh«ng theo biểu thức vừ cã. Ba van sẽ thay nhau dẫn trong một chu kỳ, nªn mỗi van dẫn một khoảng 2π/3, do đã : U= ∫UsinӨdӨ = Ucosα = Ucosα Như vậy với mạch chỉnh lưu ba pha h×nh tia,quy luật điện ¸p Uphụ thuộc vào chế độ dßng: 3.Chỉnh lưu h×nh tia tổng qu¸t m pha. Mạch chỉnh lưu được cấp nguồn m pha đối xứng ,do vậy goc lệch pha giữa hai nguồn cạnh nhau phải là 2π/m .Tức là nếu nguồn đầu tiªn cã U = UsinӨ th× nguồn thứ i phải là : U = sin[Ө ─ (i-1)] , với i ≤ m. H×nh 1.5 thể hiện điện ¸p c¸c nguồn cạnh nhau và quan hệ gãc pha giữa chóng .Từ đ©y ta thấy rằng , tuỳ thuộc gãc điều khiển α so với gãc tới hạn Ө cũng cã hai t×nh trạng dßng điện . H×nh1.5 a.Nếu α < Ө với Ө=─ sẽ cã dßng điện liªn tục h×nh 1.5b. Điện ¸p chỉnh lưu Uα : U = Usincosα =Ucosα với U = Usin b.Nếu α > Ө với Ө = - sẽ cã dßng điện gi¸n đoạn h×nh1.5c và điện ¸p chỉnh lưu Uα bằng : Uα = ∫UsinӨdӨ = Usin[1 + cos( α + Ө )] Biến đổi theo Uα từ biểu thức U =Usin ta cã: Uα = U III.Chỉnh lưu điều khiển sơ đồ cầu ,tải thuấn trở. 1.Sơ đồ cầu một pha. Với sơ đồ điều khiển , khi thay c¸c đi «t bằng c¸c tiristo ,ta cần ph¸t xung mở van theo cặp và phải đồng thời như h×nh 1.6. Hình 1.6 Dạng điện ¸p nhận được trªn tải sẽ hoàn toàn tương tự cho trường hợp mạch chỉnh lưu hai pha h×nh tia, v× vậy quy luật điều chỉnh điện ¸p U tu©n theo biểu thức U = U với U = 0,9U. 2.Sơ đồ chỉnh lưu cầu ba pha . Thay toàn bộ đi «t bằng tiristo ở sơ đồ cầu ba pha dïng đi «t .Việc x¸c định gãc điều khiển α cho từng van như c¸c trường hợp kh¸c, tuy nhiªn cần lưu ý ràng ®Ó cấp điện cho tải cần phải đảm bảo cã hai van dẫn : một của nhãm lẻ , một của nhãm chẵn. Như vậy khi ph¸t xung mở van cho mạch hoạt động cũng phải đồng thời cho hai tiristo cïng dẫn.Trªn h×nh1.7 H-17 thể hiện điều này ở chỗ mỗi tiristo được ph¸t hai xung:xung đầu tiên x¸c định gãc α, xung thư hai đảm bảo th«ng mạch tải. Ở đ©y vẫn phải đảm bảo gãc điều khiển c¸c van phải như nhau : α= α = … = α = α . Theo đồ thị u(Ө) ta thấy gãc giới hạn Ө giữa dßng liªn tục và dßng gi¸n đoạn bằng 60.Vậy: Nếu α ≤ 60 ta sẽ cã quy luật dễ nhớ là: Uα = Ucosα = 2,34Ucosα Nếu α > 60 Th× dßng điện sẽ gi¸n đoạn . Điện ¸p chỉnh lưu nhận được (xem đồ thị u với giai đoạn T T dẫn khi u = u) là : U α = ∫UsinӨdӨ = U=U 3.Chỉnh lưu cầu m pha. Ta cũng cã thể xem mét sơ đồ ở dạng tổng qu¸t .Song về gi¸ trị điện ¸p U th× mạch cầu lu«n gấp đ«i mạch chỉnh lưu h×nh tia nªn cã thể suy ra từ mạch h×nh tia.Sự kh¸c biệt chỉ về dạng điện ¸p tức thời , vÒ điện ¸p u(Ө) lu«n là điện ¸p d©y của nguồn xoay chiều cấp cho mạch van .Tuy vậy cã điểm cần lưu ý là dạng điện ¸p này phụ thuộc cả vào số pha m của nguồn: a)Nếu số pha nguồn chẵn . Lóc này bao giê hệ thống nguồn cũng h×nh thành c¸c cặp điện ¸p ngược pha nhau 180. Điều này dẫn đến lu«n có hai van của hai pha thành cặp này cã điểm mở tự nhiªn trïng nhau ,do đã sẽ dẫn cïng nhau cả khoảng 2π/m , dẫn đến biªn độ ®iÖn ¸p U, tuy vẫn là điện ¸p d©y , nhưng cã trị số là 2U.Thªm nữa số đập mạch của dạng UsÏ bằng số pha nguồn. tức là tương tự chỉnh lưu h×nh tia. Hinh1.9 Ở hinh 1.9 m« tả trường hợp khi số pha m=4 Gi¸ trị điện ¸p chỉnh lưu: U= 2Usin với m=4 ta aos : U= 2Usin45=U a)Nếu số pha nguồn lẻ . Sẽ kh«ng cßn hai nguồn nào ngược pha nhau 180 , vì vậy cũng kh«ng cßn trường hợp điểm mở tự nhiªn của van trïng nhau .V× vậy một van của nhãm này sẽ phải dẫn với hai van của nhãm kia. III.Chỉnh lưu với tải một chiều cã tÝnh điện cảm . 1_Chỉnh lưu một pha một nửa chu kỳ với tải R. Trong khoảng thời gian từ 0 ®Õn π điện ¸p đặt trªn tiristo là dương .Tuy nhiªn tirristo chỉ mở tại thời điểm α khi cã xung kÝch mở đưa vào cực điều khiển . Trong khoảng thời gian từ π ®Õn 2π điện ¸p đặt trªn tiristo là ©m dẫn dến tiristo khãa nªn điện ¸p trªn tải =0. U= ∫UsinӨdӨ = U(1+cosα) Khi α = 0, th× U = U= 0,45U Khi α = 180th× U = 0 , vì vậy 0 ≤ α ≤ π 1_Chỉnh lưu một pha một nửu chu kỳ với tải R + L. Do trong mạch tải cã cuộn cảm v× vậy dßng điÖn sẽ được tăng từ 0 đến gi¸ trị cực đại rồi giảm về 0. Khi Tiristo dẫn : UsinӨ = L + Ri Dßng điện i(Ө) gồm hai thành phần : dßng cưỡng bức i và dßng tự do i: i= i= i Dßng cưỡng bức chịu sự t¸c động của nguồn u theo quy luật quen thuộc : i= sin(Ө - j) X = L.w ; j = arctg. Thành phần tự do là hàm tắt dần theo thêi gian: Nªn ta cã : Uw = PLI + RI Suy ra: I = i = U[sin(Ө-j) ─ sin(α- j)e] Khi Ө = l thi dßng qua tải bằng 0 U(l) = 0 ® sin(Ө - j) = sin(α - j).e giải phương tr×nh ta được l = π – α Như vậy nếu ở trường hợp tải thuần trở , khi van lu«n khãa ở thời điểm π,và gãc dẫn l của van lu«n là π – α , th× khi cã điện cảm L,dßng điện kÐo dài qua điểm π , và gãc dẫn của van l= (Ө- Ө) > (π – α). Dạng điện ¸p ucũng kh¸c so với trường hợp tải thần trở.Do chừng nào tiristo cßn dẫn , th× vẫn cã u=u, nªn điện ¸p Ugi¶m theo đến hết điểm Ө.Như vậy điện ¸p U cã đoạn ©m . vì cã thể coi điện ¸p này cã hai chiều ,song dßng điện chỉ cã một chiều. Gi¸ trị trung b×nh của dong tải Icũng cã thể tÝnh theo với trường hợp chỉ cã R song v× Ilà thành phần kh«ng đổi nªn nã kh«ng thể g©y sụt ¸p trªn cuộn cảm do ®ã vẫn cã I=. 2_Chỉnh lưu h×nh tia hai pha với tải cã L. Trong mạch chỉnh lưu này , cũng như trong c¸c mạch chỉnh lưu nhiều pha nói chung kh¸c , điện cảm L cũng cã ảnh hưởng như chỉnh lưu một pha một nửa chu kỳ như ở trªn . Cã nghĩa là dßng điện sẽ kÐo dài hơn , nãi c¸ch kh¸c van sẽ dẫn l©u hơn so với trường hợp tải thuần trở . Tuy nhiªn ở đ©y cã điểm kh¸c biệt , thể hiện ë h×nh3.1 với hai dạng ®ßng kh¸c nhau , và được gọi tªn riªng là chế đé dßng điện liªn tục và chế độ dßng điện gi¸n đoạn. Chế ®é dßng điện gi¸n đoạn . 2 Dạng dßng thể hiện ở trªn , ở chế độ này khi van T dẫn , dßng diện i sẽ xuất hiện từ điểm α rồi tắt đi ở Ө. Sau đã một hời gian van T được dẫn ở (π + α), dßng điện lại xuất hiện từ 0 kÐo dài đến Ө th× lại tắt. Như vậy dßng điện lóc cã , lóc mất tức là gi¸n đoạn. Chế độ dßng điện liªn tục. Dạng dßng điện ở trªn là dßng ở đồ thị cuối cïng . Ở chế độ này khi van Tdẫn dßng điện chảy qua Tsẽ kÐo dài và chưa kịp tắt th× van Tđã được ph¸t xung mở dßng điện lại chuyển qua đường Tvà tăng lªn . Đến lượt m×nh dßng này chưa kịp tắt th× van T đã được ph¸t xung mở trở lại ở Ө = 2π +α. Như vậy kh«ng cßn gi¸n đoạn dßng bằng 0. Trong chế độ này dạng dßng điện và điện ¸p kh¸c đi .Dạng điện ¸p lu«n b¸m theo điện ¸p pha của nguồn cã van dẫn , do đã kh«ng cßn giÊn đoạn U=0. h×nh 3 . 2 . U= ∫UsinӨdӨ = 2Ucosα = Ucosα Dạng dßng điện là liªn tục và mỗi van dẫn một khoảng l =π. Ở trạng th¸i này cã quy luật : i(α) = i (α + π). Khi cã van dẫn phương tr×nh mạch điện và biểu thức dßng điện là: i = sin(Ө - j) + Ae Giá trị trung b×nh của dßng tải cã thể tÝnh theo biểu thức này.Tuy nhiªn đơn giản hơn nếu dựa vào biểu thức U. I == . Nhìn chung chế độ dòng điện liên tục là mong muốn , vì thế thực tế điện cảm L thường là chọn sao cho được chế độ này . 3 . 3 . Chế độ giới hạn. Đây là chế độ ranh giới giữa dòng liên tục và dòng giãn đoạn . Ở đây dòng điện qua một van vừa giảm tới 0 thì van tiếp theo cũng đồng thời được phát xung mở ra , có nghĩa là :i(Ө = π + α) = 0.Thay vào biểu thức dòng điện ta xác định được góc điều khiển giới hạn này: α = j = arctg. Vậy :nếu α < α ta có chế độ dòng liên tục ; nếu α >α ta có chế độ dòng gián đoạn; Ta có điện cảm giới hạn: L = tgα Như vậy nếu có L> L ta cũng đạt được chế độ dòng liên tục với một tải và góc điều khiển xác định. IIII. Ưu nhược điẻm của chỉnh lưu đi ot va chinh lưu dùng tiristo. 1_Ưu điểm của chỉnh lưu dùng đi ot . a)_Trong chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ . _Ưu điểm: Mạch chỉnh lưu sử dụng nhiều trong dải công suất nhỏ đến vài kw, nó thichs hợp với chỉnh lưu điện áp thấp vì sụt áp trên tải chỉ một van . _Nhược điểm : Mạch chỉnh lưu buộc phải có biến áp đổi pha .Hơn nữa một số thông số khác cũng không tốt. b)Trong chỉnh lưu một pha ,một nửa chu kỳ. _Ưu điểm:cũng gần như chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ. _Nhược điểm : mạch chỉnh lưu này có chỉ tiêu kỹ thuật kém nên chỉ thích hợp với tải nhỏ vài ampe. c)Trong chỉnh lưu cầu một pha . _Ưu điểm :Chỉnh lưu cầu một pha được sử dụng khá rộng rãi trong thực tế ,nhất là với điện áp trên 10V, dòng tải có thể đén 100ampe.Không cần biến áp _Nhược điểm:Là nó có hai đi ot tham gia dẫ dòng : đi ot nhom lẻ dẫn dòng ra tải , đi ot nhóm chẵn dẫn dòng từ tải về nguồn .Như vậy sẽ có sụt áp do hai đi ot gây ra , chính lý do này làm cho mạch cầu không thích hợp với chỉnh lưu điện áp thấp dưới 10V khi dòng tải lớn. d)Trong chỉnh lưu hình tia ba pha . _Ưu điểm :Vì mạch dùng nguồn ba pha nên công suất có thể tăng lên nhiều ,dòng điện tải đến vài trăm ampe. _Nhược điểm: Chỉnh lưu hình tia ba pha có đặc điểm tương tự chỉnh lưu hình tia hai pha , để hoạt động cần có biến áp đẻ đưa điểm trung tính ra tải. e)Trong chỉnh lưu cầu ba pha . Ta có thể thấy sơ đồ cầu ba pha dường như là hai sơ đồ hình tia mắc nối tiếp nhau ,nhóm đi ot lẻ chỉnh lưu lấy điện áp dương ,nhóm đi ot chẵn chỉnh lưu lấy điện áp âm còn lại .Vì vậy tổng quát có hai chỉnh lưu ba pha hình tia nối tiếp nhau .Nên ưu điểm của nó la ưu điểm của chỉnh lưu tia . 1)_Ưu nhược điểm chỉnh lưu dùng tiristo. Chỉnh lưu dùng tiristo là chỉnh lưu có thể điều khiển được điểm dẫn van theo ý muốn .Như vậy muốn điều chỉnh điện áp ra tải chỉ cần tác động vào tham số duy nhất là góc mở α . II . nghÞch l­u ®éc lËp NghÞch l­u ®éc lËp lµ thiÕt bÞ biÕn ®æi dßng ®iÖn mét chiÒu sang dßng ®iÖn xoay chiÒu cã tÇn sè mong muèn . nã bao gåm nghÞch l­u ¸p , nghÞch l­u dßng , nghÞch l­u céng h­ëng 1 . nghÞch l­u ¸p ®Æc ®iÓm nghÞch l­u ¸p lµ ®iÖn ¸p ra trªn t¶i cã d¹ng xung ch÷ nhËt , cßn h×nh d¹ng dßng ®iÖn vµ gãc pha t¶i th× phô thuéc vµo th«ng sè cña t¶i . nguån cung cÊp cho nghÞch l­u ¸p lµ nguån ¸p . nÕu sö dông thiÕt bÞ chØnh l­u ®Ó t¹o ®iÖn ¸p nguån mét chiÒu cÊp cho nghÞch l­u ¸p th× ë ®Çu ra cña thiÕt bÞ chØnh l­u ph¶i ®Êu song song mét tô ®iÖn cã ®iÖn dung kh¸ng lín ®Ó thùc hiÖn viÖc tr¶ n¨ng l­îng vÒ nguån mét chiÒu khi t¶i kh«ng ph¶i la thuÇn trë . 1.1. s¬ ®å nghÞch l­u ¸p mét pha s¬ ®å ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh H-2.1 : §iÖn ¸p ®Æt trªn t¶i cã d¹ng sin ch÷ nhËt ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh : ®Ó t×m biÓu thøc it( t ) qua t¶i , cã thÓ dïng biÖn ph¸p biÕn ®æi laplace . Theo ®Þnh lý vÒ hµm gèc cã chu kú lµ T ta cã: F(p) = Gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng t¶i ®­îc x¸c ®Þng nh­ sau : It = Trong ®ã it = . A = , k = , sin ; Nh­ vËy : = Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng ch¶y qua thyristor . : S¬ ®å nghÞch l­u ¸p 3 pha S¬ ®å nghÞch l­u ¸p 3 pha cã kh©u trung gian 1 chiÒu ®­îc trinh bµy trªn h×nh : H2-1.3 gi¸ trÞ cña ®iÖn ¸p pha A UA = == ®Þnh ®­îc gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng t¶i. trong ®ã V× trong kho¶ng b»ng gi¸ trÞ tøc thêi cña dßng id do nguång cung cÊp còng chÝnh lµ dßng ch¹y trong pha nèi tiÕp víi hai pha kia ®Êu song song cho nªn . C«ng suÊt t¸c dông cña phô t¶i : P = UdId = C«ng suÊt toµn phÇn cña phô t¶i : S = 3UI = hÖ sè c«ng suÊt cña phô t¶i: . 2 : NghÞch l­u dßng cã ®Æc ®iÓm ®Þnh h×nh dßng t¶i lµ xung vu«ng cßn ®iÖn ¸p vµ pha t¶i do th«ng sè t¶i quyÕt ®Þnh . nguån cung cÊp cho nghÞch l­u nguån dßng lµ nguån dßng . Muèn vËy , ë m¹ch vµo cña nghÞch l­u nguån dßng ph¶i ®Êu mét cuén kh¸ng cã ®iÖn c¶m t­¬ng ®èi lín . §iÖn kh¸ng nµy cã chøc n¨ng läc c¸c sãng hµi bËc cao vµ ng¨n chÆn sù phãng ®iÖn cña tô chuyÓn m¹ch vÒ nguån mét chiÒu . Tô chuyÓn m¹ch cã thÓ ®Êu song song hoÆc nèi tiÕp hoÆc nèi tiÕp song song víi t¶i . tuú theo c¸ch ®Êu tô chuyÓn m¹ch ng­êi ta chia nghÞch l­u nguån dßng thµnh 3 lo¹i song song , nèi tiÕp , nèi tiÕp song song . 2.1 : s¬ ®å nghÞch l­u song song NghÞch l­u song song §èi víi s¬ ®å H-2.14. XÐt tr­êng hîp t¶i thuÇn trë :Z = R Gi¸ trÞ cña ®iÖn ¸p T¶i (2-19) X¸c ®Þnh Uc0 .qua 2-19 thÊy r»ng khi t = 0 ta cã ut(0) = - Uc0 VËy khi t = T/2 , ta sÏ cã ut(T/2) = Uc0 Do ®ã : NÕu ®Æt ta cã: Uc0 = IdR (2-20) X¸c ®Þnh Id. (2-22) trong ®ã thay (2-21), (2-22) vµo (2-19) ta ®­îc (2-23) nh­ vËy ®iÖn ¸p t¶i biÕn thiªn chu kú theo d¹ng hµm mò vµ khi t =0 th× u(t) = - Uc0 .Cßn khi t = T/2 th× u(t) b»ng Uco C«ng suÊt bé nghÞch l­u lÊy tõ nguån ®iÖn mét chiÒu (2-37) C«ng suÊt ra cña bé nghÞch l­u: (2-38) NÕu bá qua tæn thÊt trong bé nghÞch l­u ta cã:Pd = P hoÆc :(2-39) Trong ®ã ;lµ hÖ sè tØ lÖ phô thuéc vµo vµ s¬ ®å nghÞch l­u ,blµ gãc v­ît tr­íc cña dßng nghÞch l­u so víi ®iÖn ¸p nghÞch l­u, tõ h×nh : ta cã: (2-40) coi B = lµ tØ sè phô t¶i vµ lµm phÐp biÕn ®ái ®¬n gi¶n ®ãi víi biÓu thøc (2-40) hoÆc (2-41) so s¸nh víi (2-38) ta cã (2-42) Lµ dÆc tÝnh ngoµi cña bé nghÞch l­u d­îc tr×nh bµy trªn H×nh: mÆt kh¸c tõ biªu thøc : ta cã hoÆc BiÕt r»ng: Cuèi cïng ta cã: (2-43) Lµ ®Æc tÝnh tr×nh bµy trªn H×nh: NhËn xÐt: Qua ®Æc tÝnh ngoµi thÊy r»ng khi gi¶m t¶I (gi¶m B) th× ®iÖn ¸p t¨ng lªn rÊt nhanh,®iÒu ®ã thÓ hiÖn c«ng suÊt thõado tô ®iÖn sinh ra khi t¶I nhá vµ cungx lµ mét nh­îc ®iÓm quan tréng cña bé nghÞch l­u song song. §èi víi nghÞch ®Æc tÝnh vµo H. dÔ nhËn thÊy gi¸ trÞ cùc tiÓu khi B = 1 tøc lµ khi Xc=Xt, s¬ ®å ®ã lµm viÖc ë chÕ ®é gÇn céng h­ëng. Nh­ vËy nghÞch l­u song song lµm viÖc trong mét vung nhÊt ®Þnh khi B nhá qu¸ th× sinh ra nguy co qu¸ ®iÖn ¸p , khi B lín thi gãc kho¸ ? l¹i qu¸ nhá kh«ng ®ñ ®Ó kh«i phôc tinh chÊt ®iÒu khiªn cña c¸c thyristor 2.2 . s¬ ®å nghÞch l­u nèi tiÕp song song 1 . s¬ ®å bé nghÞch l­u nèi tiÕp song song ®­îc tr×nh bµy trªn h×nh : 2 . Nguyªn t¾c lµm viÖc : nÕu coi Ui lµ gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p nghÞch l­u ta cã thÓ viÕt gi¸ trÞ trung b×nh cña ®iÖn ¸p nghÞch l­u nh­ sau : (2-44) Do ®ã: (2-45) §èi víi tr­êng hîp t¶I dung kh¸ng ta cã: Tr­êng hîp t¶i c¶m kh¸ng : BiÓu thøc chung cña gãc v­ît: (2-46) §IÖn ¸p nghÞch l­u : (2-48) Thay 2-45 vao 2-48 ta cã: (2-49) 2.3 . S¬ ®å nghÞch l­u dßng 3 pha 1 . S¬ ®å nguyªn lý ®­îc trinh bµy trªn h×nh : 2 . Nguyªn t¾c lµm viÖc : ®iÖn ¸p ng­îc ®Æt trªn mçi thyristor b»ng Ucmax . Gi¸ trÞ hiÖu dông cña sãng c¬ b¶n : (2-66) NÕu bá qua tæn thÊt cña bé nghÞch l­u , tøc la coi c«ng suÊt vµo b»ng c«ng suÊt ra : Pd = P2 hoÆc UdId = 3U2I1cosb (2-67) ThÕ (2-66) vµ (2-67) sÏ nhËn ®­îc : (2-68) 3 . nghÞch l­u céng h­ëng Th­êng ®­îc dïng trong tr­êng hîp phô t¶i cã ®iÖn c¶m lín vµ lµm viÖc ë tÇn sè trung b×nh , tõ 1kHz ¸ hµng trôc kHz . §iÖn c¶m cña t¶i cïng víi c¸c phÇn tö chuyÓn m¹ch L,C cña s¬ ®å t¹o thµnh m¹ch vßng dao ®éng , céng h­ëng ®iÖn ¸p ( céng h­ëng trong m¹ch nèi tiÕp R – L – C ) . TÇn sè riªng cña m¹ch dao ®éng ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng tÇn sè lµm viÖc cña bé nghÞch l­u . C¸c thyristor sÏ bÞ kho¸ khi dßng ch¹y qua anèt cña chóng b»ng 0 . Tô chuyÓn m¹ch cã thÓ nèi nèi tiÕp hoÆc song song víi t¶i cßn ®iÖn kh¸ng L th× bè trÝ trong mach anèt cña c¸c thyristor hoÆc nèi tiÕp víi t¶i . §iÖn ¸p trªn t¶i vµ dßng t¶i cã d¹ng gÇn sin . 3.1 : NghÞch l­u céng h­ëng song song 1 . S¬ ®å bé nghich l­u song song mét pha : 2 . Nguyªn t¾c lµm viÖc : Gãc kho¸ thyristor b = b1 + b2 . §Ó ®on gi¶n trong viÖc ph©n tÝch ho¹t ®äng cña s¬ ®å chóng ta gi¶ thiÕt ®iÖn ¸p uc = ut cã d¹ng sin,dßng ch¶y qua thyrÝtoe cã d¹ng xung sin víi biªn ®é im ,tøc lµ : iT = Imsinw0t trong ®ã lµ tÇn sè riªng cña m¹ch vßng dao ®éng Gãc dÉn cña thyristor : trong ®ã lµ hÖ sè phô t¶i lµ hÖ sè tÇn sè Biªn ®é sãng c¬ b¶n cña dßng nghÞch l­u ®­îc xac ®Þnh nh­ sau ( dÞch O sang O’ ) : (2-69) Gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng ®iÖn vµo bé nghÞch l­u : (2-70) nh­ vËy tØ sè gi÷a gi¸ trÞ hiÖu dông cña sãng c¬ b¶n cña dßng nghÞch l­u vµ gi¸ trÞ trung b×nh cña dßng ®iÖn vµo bé nghÞch l­u sÏ lµ : (2-71) C«ng suÊt vµo bé nghÞch l­u Pd = UdId . C«ng suÊt t¶i Pt = UtI(1)cosf(1) . NÕu bá qua tæn thÊt trong bé nghÞch l­u sÏ nhËn ®­îc quan hÖ ®iÖn ¸p : (2-72) trong ®ã , f(1) lµ gãc lÖch pha gi÷a c¸c sãng c¬ b¶n cña ®iÖn ¸p nghÞch l­u vµ dßng nghÞch l­u vµ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tô ®iÖn C tiªu thô :Qc = UtIc = Ut2wC C«ng suÊt ph¶n kh¸ng t¶i tiªu thô : QL = UtIL = Ut2ytsinj c«ng suÊt t¸c dông t¶i tiªu thô : Pt = UtItcosj = Ut2ytcosj Do ®ã gãc v­ît pha lµ f(1) ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : (2-73) trong ®ã lµ tæng dÉ cña t¶i , j lµ gãc lÖch pha gi÷a ®iÖn ¸p t¶i vµ dßng t¶i : §Æc tÝnh ra cña bé nghÞch l­u céng h­ëng song song : (2-74) Qua biÓu thøc (2-74) thÊy r»ng ®iÖn ¸p trªn t¶i, cung nh­ trªn tô chuyÓn m¹ch, ®iÖn ¸p ®Æt trªn thyrirtor khonggo nh÷ng phô thuéc vµo th«ng sè m¹ch t¶i, tÇn sè nghÞch l­u, dung l­îng cña tô chuyÓn m¹ch va cßn phô thuéc vµo gãc dÉn l. So s¸nh nghÞch l­u dßng kiÓu song song vµ nghÞch l­u céng h­ëng . KiÓu song song thÊy rt»ng nh÷ng biÓu thøc chñ yÕu cña hai lo¹i nghÞch l­u nµy gÇn gièng nhau . §èi víi nghich l­u céng h­ëng, vi \f dßng ch¹y qua thyristor d¹ng h×nh sin nªn di/dt nhá h¬n ,v× vËy kh«ng cÇn sö dông thiÕt bÞ ®Æc biÖt b¶o vÖ sù cè vÒ di/dt , vµ cã thÓ lµm viÖc ë tÇn sè cao h¬n .ngoµi ra ,nghÞch l­u céng h­ëng cã gãc kho¸ lín h¬n. Tuy nhiªn nã còng chØ thich hîp víi lo¹i pô t¶i biÕn thiªn trong ph¹m vi hÑp ,v× khi c¸c th«ng sè phô t¶i biÕn ®æi cã thÓ thu nhá gãc kho¸ thyristor. 3.2 . Nghich l­u céng h­ëng nèi tiÕp 1 . S¬ ®å: 2 . Nguyªn t¾c lµm viÖc nh­ sau: khi cho xung më T1 ,tô C ®­îc n¹p ®iÖn tõ nguån ®iÖn ¸p mét chiÒu, b¶n cùc trªn mang ®iÖn tÝch d­¬ng, dßng ®iÖn ch¹y qua T1 gi¶m dÇn xuèng gi¸ trÞ 0. B©y giê l¹i cho xung më T2 ,tô C phãng ®iÖn theo m¹ch Rt – L2 . V× vËy dßng ch¹y qua t¶i Rt lµ dßng ®iÖn xoay chiÒu. Coi f0 lµ tÇn sè riªng cña bé nghÞch l­u vµ f lµ tÇn sè lµm viÖc cña bé nghÞch l­u. Bé nghich l­u cã thÓ lµm viÖc ë ba chÕ ®é : Khi f0 > f - ChÕ ®é kho¸ tù nhiªn. h×nh: ,Trong chÕ ®ä lµm viÖc nµy dßng ch¶y qua thyristor më ®· gi¶m xuong gi¸ trÞ 0 mµ thyristor kia vÉn ë tr¹ng th¸i kho¸. Khi f0 = f - CVhÕ ®é giíi h¹n ,h×nh: ,Trong chÕ ®é lµm viÖc nµy dßng ch¶y qua thyristor më gi¶m xuèng gi¸ trÞ 0 võa ®óng lóc më thyristor kia. Khi f0 < f - ChÕ ®é chuyÓn m¹ch c­ìng bøc, h×nh: ,trong chÕ ®é nµy dßng chay qua thyristor më ch­a kÞp gi¶m xuèng gi¸ trÞ 0 th× më thyristor kia. §iÖn ¸p trªn t¶i cã d¹ng gµn nh­ xung vu«ng. a ) XÐt tr­êng hîp t¶i thuÇn trë, chÕ ®é giíi h¹n f0 = f: §iÖn ¸p ®Æt trªn thyristor : Gi¸ trÞ hiÖu dông cña ®iÖn ¸p trªn t¶i : Trong ®ã lµ tÇn sè gãc riªng cña m¹ch ®iÖn . b ) XÐt tr­êng hîp t¶i trë kh¸ng . ®iÖn ¸p ®Æt trªn t¶i: ®iªn ¸p dÆt trªn T: (2-87) . Nh­ d· nãi ë trªn, Nghich l­u céng h­ëng nèi tiÕp th­êng ®­îc sö dông ®Ó t¹o ra ®iÖn ¸p t¶i cã d¹ng gÇn h×nh Sin. Ng­êi ta th­¬ng chän XL = XC = mÊy lÇn gi¸ trÞ cña R. TØ sè gi÷a c¶m kh¸ng XL hoÆc dung kh¸ng Xc vµ R ®­îc gäi lµ hÖ sè phÈm chÊt vµ kÝ hiÖu b»ng Q Van sö dông trong bé nghÞch l­u lµ thyristor, cã th«ng sè: 2000V – 903A vµ cã sè hiÖu T930 I . CÊu tróc ph¸t xung më cho thyirtor thuéc m¹ch hØnh l­u 1 . C¸c phÇn tö sö dông: BiÕn ¸p xung:cã chøc n¨ng b¶o vÖ hép ®iÒu khiÓn, t¹o ra sù c¸ch li m¹ch lùc víi m¹ch ®iÒu khiÓn.Khi bªn m¹ch lùc cã sù cè ng¾n m¹ch biÕn ¸p xung sÏ bÞ ch¸y cuén s¬ cÊp,b¶o ®¶m an toµn cho hép ®iÒu khiÓn. §i«t:§1;§2;§3 cã th«ng sè:1000V/1A/40MHz - §1: cã ch­c n¨ng chÆn xung quay l¹i . §iÖn trë: R1;R2;R3 R1: khèng chÕ dßng ®iÒu khiÓn má choThyristor,víi th«ng sè:10ohm2W R2:cã chøc n¨ng ®Öm ph¸t xung,cã th«ng sè:100 Ohm,2W R3: cã chøc n¨ngb¶o vÖ Thyristor khi ng¾n m¹ch BAX.víi th«ng sè:100 Ohm 2W c) Tô ®iÖn C22: cã chøc n¨ng läc nhiÔu ®¶m b¶o chÊt l­îng xung më thyristor kh«ng cßn nhiÔu. 2 . Nguyªn lý lµm viÖc: khi hép ®iÒu khiÓn ph¸t xung më cho thu Thyristor thuéc m¹ch chØnh l­u th× xung ra ®­îc ®­a qua biÕn ¸p xung ®Ó khuÕch ®aÞ xung. Läc xung ®¶m b¶o xung cã ®ñ biªn ®é vµ c«ng suÈt ®Ó më c¸c Thyristor.Qua BAX qua §1 ®Ó chÆn bít c¸c thµnh phÇn sãng hµi ®­a qua ®iÖn trë h¹n chÕ dßng kÝch më cho ®¶m b¶o dßng më ®ñ c«ng su©t. II . cÊu tróc ph¸t xung më cho Thyristor thuéc m¹ch NghÞch l­u 1.C¸c phÇn tö sö dông : a.BAX: t¹o ra sù c¸ch li gi÷a m¹ch lùc & m¹ch ®iÒu khiÓn, b¶o vÖ hép ®iÒu khiÓn khi bªn phÝa m¹ch lùc cã sù cè. khuyÕch ®¹i xung ®ñ c«ng suÊt vµ biªn ®é më Thyristor thuéc bé nghÞch l­u. b.§ièt: §2:kh«ng cho dßng ch¹y qua khi? §3:cã chøc n¨ng chÆn xung quay l¹i? c.§iÖn trë: R4;R5:cã th«ng sè 100 Ohm,2W R6; R7;R8 cã c¸c th«ng sè:10 Ohm 2W cã chøc n¨ng h¹n chÕ dßng më kh«ng gi¸ trÞ cho phep cña dßng më cho Thyristor thuéc m¹ch nghÞch l­u. R9 cã th«ng sè: cã chøc n¨ng lµm bé ®Öm ph¸t xung. c.Tô ®iÖn C2: cã chøc n¨ng läc nhiÔu cho xung sau khi tõ biÕn ¸p ra 2. Nguyªn lý lµm viÖc : khi hép ®iÒu khiÓn ph¸t xung më cho Th;yristor thuéc bé nghÞch l­u lµm viÖc. xung ®­îc ®­a ra qua BAX vµ ®­îc khuÕch ®¹i lªn ®ñ c«ng suÊt vµ ®ñ biªn ®é ®Ó më Thyristor thuéc bé nghÞch l­u. xung Qua BAX ; qua §3 chÆn bít c¸c thµnh phÇn sãng hµi , vµ qua ®iÖn trë: R6; R7;R8 lóc nµy dßng ®iÒu khiÓn më ®­îc h¹n chÕ dßng kÝch më kh«ng v­ît qu¸ dßng më cho phep cña Thyristor thuéc bé NghÞch l­u. Ch­¬ng VI : CÊu tróc ph¸t xung më cho thyristor Thyristor chØ më cho dßng ch¶y qua khi cã ®ñ hai ®iªu kiÖn: ®iÖn ¸p ®Æt vµo A vµ K ph¶I d­¬ng. cã tin hiÖu d­¬ng ®Æt vµo cùc ®iªu khiÓn G. Sau khi thyristor ®· më th× xung ®iÒu khiªn kh«ng cßn t¸c dông n÷a, vµ dßng qua thyrristor do th«ng sè cña m¹ch lùc quy ®Þnh. Lîi dông ®Æc ®iÓm nµy ng­êi ta ®iÒu khiÓn thyristor b»ng ph­¬ng ph¸p pha xung. chøc n¨ng cña hÖ thèng ®iÒu khiÓn: T¹o xung më thyristor cã c«ng suÊt ,®é réng vµ h×nh d¹ng nhÊt ®Þnh ,ph©n phèi xung theo t­ng pha t­¬ng øng. Vµ thay ®æi ®­îc ®iÒu thêi ®iÓm ph¸t xung vµo cùc ®iÒu khiÓn g cña thyristor. §iÖn ¸p xung më cho Thyrristor sau bé chØnh l­u th­êng lµ 24 V; dßng ®iÒu khiªn më th­êng lµ 30 mA. §é réng cña xung më cho Thyristor th­êng > 10 micrrogi©y ,®é dèc s­ên xung trong kho¶ng 0 - 150V/ 1 ®é ®iÖn xung ra sÏ ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸ cÇn thiÕt cña thêi ®iÓm më thyristor.V¬I trõ¬ng hîp ®iÖn c¶m t­¬ng ®èi lín th× ®é dèc s­ên xung > 500 micrrogi©y ®Ó cã ®ñ thêi gian dßng t¶I kÞp t¨ng ®Õngi¸ trÞ duy tr× dßng cña thyristor. Ngoµi ra ra hÖ th«ng ®iÒu khiÓn cßn ph¶I ®¶m b¶o phamvi ®iÒu chØnh gãc më α : víi chØnh l­u cÈu 3 pha: α = 0 – 120 ®é ®iÖn víi nghÞch l­u : α = 0 – 150 ®é ®iÖn