Lời mở đầu
Hiện nay, lò điện trở 3 pha đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như: Ngành công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm; ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng; ngành công nghiệp luyện kim; ngành cơ khí vv. Nhưng phát triển mạnh nhất là trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, bởi vì nó tạo ra được các sản phẩm có ích cho con người, cho xã hội và góp phần đáng kể cho nguồn hàng xuất khẩu của đất nước. Tuy lò điện trở có cấu tạo đơn giản, dễ chế tạo, dễ sửa chữa, dễ sử dụng mà lại làm việc tin cậy song nó cũng có những hạn chế nhất định như là phải khống chế được nhiệt độ của lò điện trở nhất là các lò có công suất lớn tới vài chục, vài trăm kilowat thì việc thiết kế thiết bị khống chế nhiệt độ theo yêu cầu rất phức tạp và cồng kềnh, giá cả rất đắt. Song ngày nay, với trình độ tiến bộ khoa học kỹ thuật người ta đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo được các loại lò điện trở lớn nhỏ với công suất khác nhau, hiệu suất làm việc cao và đáp ứng được yêu cầu công nghệ của các ngành công nghiệp. Tuỳ theo yêu cầu công nghệ của từng ngành sản xuất mà lò điện trở có những tính năng, tác dụng của yêu cầu của người sử dụng. Chính vì những yêu cầu đó đòi hỏi lò điện trở phải có những tính năng điều chỉnh được nhiệt độ thích hợp với yêu cầu sản xuất và sử dụng được tối đa hiệu suất của lò mà không làm hư hỏng lò hoặc nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở.
Nhìn chung khi điều chỉnh nhiệt độ của lò điện trở cần tuân thủ các yêu cầu cơ bản dưới đây:
- Điện áp cấp cho lò ấn định
- Tổn hao nhiệt nhỏ.
- Hiệu suất làm việc cao
- Làm việc an toàn, dễ sử dụng, dễ điều khiển
- Đạt được yêu cầu công nghệ
- Thiết bị sử dụng đơn giản, gọn nhẹ, chắc chắn, rẻ tiền.
- Dễ sửa chữa, thay thế.
Tuy nhiên để thiết kế và chế tạo được lò điện trở với đầy đủ yêu cầu trên sẽ không rẻ tiền. Vì vậy ta phải căn cứ vào yêu cầu của từng ngành sản xuất để chọn công suất lò và thiết kế bộ điều chinhr nhiệt độ của lò điện trở thích hợp.
Kết luận
Sau một htời gian làm đề án, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo trong khoa tự động hoá, đặc biệt là thầy giáo Phạm Quốc Hải và sự nổ lực của bản thân, chúng em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn với nội dung đã thực hiện.
- Trình bầy phương án lựa chọn mạch động lực.
- Tính toán, thiết kế mạch động lực.
- Tính toán, thiết kế mạch điều khiển.
Tuy nhiên do thời gian còn hạn chế và trình độ hiểu biết còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đwocj sự góp ý của thầy cô cùng toàn thể các bạn.
Tài liệu tham khảo
1- Lý thuyết điều khiển tự động – Nguyễn Doãn Phước.
2- Lý thuyết điều khiển tự động – Phạm Công Ngô.
3- Kỹ thuật điện trở - Đỗ Xuân Thụ – Nguyễn Viết Nguyên.
4- Giáo trình Điện tử công suất – Trần Trọng Xinh.
5- Tài liệu hướng dẫn làm đồ án điện tử công suất – Phạm Quốc Hải.
37 trang |
Chia sẻ: banmai | Lượt xem: 2440 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Điều chỉnh nhiệt độ ở lò điện trở 3 pha, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Lêi më ®Çu
HiÖn nay, lß ®iÖn trë 3 pha ®· vµ ®ang ®îc sö dông réng r·i trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp nh: Ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn l¬ng thùc, thùc phÈm; ngµnh c«ng nghiÖp s¶n xuÊt hµng tiªu dïng; ngµnh c«ng nghiÖp luyÖn kim; ngµnh c¬ khÝ …vv. Nhng ph¸t triÓn m¹nh nhÊt lµ trong ngµnh c«ng nghiÖp chÕ biÕn thùc phÈm, bëi v× nã t¹o ra ®îc c¸c s¶n phÈm cã Ých cho con ngêi, cho x· héi vµ gãp phÇn ®¸ng kÓ cho nguån hµng xuÊt khÈu cña ®Êt níc. Tuy lß ®iÖn trë cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, dÔ chÕ t¹o, dÔ söa ch÷a, dÔ sö dông mµ l¹i lµm viÖc tin cËy song nã còng cã nh÷ng h¹n chÕ nhÊt ®Þnh nh lµ ph¶i khèng chÕ ®îc nhiÖt ®é cña lß ®iÖn trë nhÊt lµ c¸c lß cã c«ng suÊt lín tíi vµi chôc, vµi tr¨m kilowat th× viÖc thiÕt kÕ thiÕt bÞ khèng chÕ nhiÖt ®é theo yªu cÇu rÊt phøc t¹p vµ cång kÒnh, gi¸ c¶ rÊt ®¾t. Song ngµy nay, víi tr×nh ®é tiÕn bé khoa häc kü thuËt ngêi ta ®· nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®îc c¸c lo¹i lß ®iÖn trë lín nhá víi c«ng suÊt kh¸c nhau, hiÖu suÊt lµm viÖc cao vµ ®¸p øng ®îc yªu cÇu c«ng nghÖ cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp. Tuú theo yªu cÇu c«ng nghÖ cña tõng ngµnh s¶n xuÊt mµ lß ®iÖn trë cã nh÷ng tÝnh n¨ng, t¸c dông cña yªu cÇu cña ngêi sö dông. ChÝnh v× nh÷ng yªu cÇu ®ã ®ßi hái lß ®iÖn trë ph¶i cã nh÷ng tÝnh n¨ng ®iÒu chØnh ®îc nhiÖt ®é thÝch hîp víi yªu cÇu s¶n xuÊt vµ sö dông ®îc tèi ®a hiÖu suÊt cña lß mµ kh«ng lµm h háng lß hoÆc nh×n chung khi ®iÒu chØnh nhiÖt ®é cña lß ®iÖn trë.
Nh×n chung khi ®iÒu chØnh nhiÖt ®é cña lß ®iÖn trë cÇn tu©n thñ c¸c yªu cÇu c¬ b¶n díi ®©y:
- §iÖn ¸p cÊp cho lß Ên ®Þnh
- Tæn hao nhiÖt nhá.
- HiÖu suÊt lµm viÖc cao
- Lµm viÖc an toµn, dÔ sö dông, dÔ ®iÒu khiÓn
- §¹t ®îc yªu cÇu c«ng nghÖ
- ThiÕt bÞ sö dông ®¬n gi¶n, gän nhÑ, ch¾c ch¾n, rÎ tiÒn.
- DÔ söa ch÷a, thay thÕ.
Tuy nhiªn ®Ó thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o ®îc lß ®iÖn trë víi ®Çy ®ñ yªu cÇu trªn sÏ kh«ng rÎ tiÒn. V× vËy ta ph¶i c¨n cø vµo yªu cÇu cña tõng ngµnh s¶n xuÊt ®Ó chän c«ng suÊt lß vµ thiÕt kÕ bé ®iÒu chinhr nhiÖt ®é cña lß ®iÖn trë thÝch hîp.
Ch¬ng 1
Ph¬ng ¸n chän m¹ch lùc
I.1. Thyristor – Nguyªn lý cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng.
Thyristor lµ phÇn tö b¸n dÉn cÊu t¹o tõ bèn líp b¸n dÉn p-n-p-n t¹o ra ba tiÕp gi¸p p-n J1, J2, J3. Thyristor cã ba cùc: anot A, catot K, cùc ®iÒu khiÓn G nh ®îc biÓu diÔn trªn h×nh 1
I.2. C¸c th«ng sè c¬ b¶n cña thyristor
C¸c th«ng sè c¬ b¶n lµ nh÷ng th«ng sè dùa vµo ®ã ta cã thÓ lùa chän mét thyristor cho mét øng dông cô thÓ nµo ®ã.
1. Gi¸ trÞ dßng trung b×nh cho phÐp ch¹y qua thyristor, IVtrb
§©y lµ gi¸ trÞ dßng trung b×nh cho phÐp ch¹y qua thyristor víi ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cña cÊu tróc tinh thÓ b¸n dÉn cña thyristor kh«ng vît qu¸ mét gi¸ trÞ cho phÐp. Trong thùc tÕ dßng ®iÖn cho phÐp ch¹y qua thyristor cßn phô thuéc vµo c¸c ®iÒu kiÖn lµm m¸t vµ nhiÖt ®é m«i trêng. Thyristor cã thÓ ®îc g¾n lªn c¸c bé t¶n nhiÖt tiªu chuÈn vµ lµm m¸t tù nhiªn. Ngoµi ra thyristor cã thÓ t¶n ®îc lµm m¸t cìng bøc nhê qu¹t giã hoÆc dïng níc ®Ó t¶i nhiÖt lîng to¶ ra nhanh h¬n. Nãi chung cã thÓ lùa chän dßng ®iÖn theo c¸c ®iÒu kiÖn lµm m¸t nh sau:
- Lµm m¸t tù nhiªn: Dßng sö dông cho phÐp ®Õn 1/3 dßng IVtrb
- Lµm m¸t cìng bøc b»ng qu¹t giã: Dßng sö dông b»ng 2/3 IVtrb
- Lµm m¸t cìng bøc b»ng níc: Cã thÓ sö dông ®Õn 100% dßng IVtrb
2. §iÖn ¸p ngîc cho phÐp lín nhÊt, Ungmax
§©y lµ gi¸ trÞ ®iÖn ¸p ngîc lín nhÊt cho phÐp ®Æt lªn thyristor. Trong c¸c øng dông ph¶i ®¶m b¶o r»ng t¹i bÊt kú thêi ®iÓm nµo ®iÖn ¸p gi÷a anot – catot UAK lu«n nhá h¬n hoÆc b»ng Ungmax. Ngoµi ra ph¶i ®¶m b¶o mét ®é dù tr÷ nhÊt ®Þnh vÒ ®iÖn ¸p, nghÜa lµ Ungmax ph¶i ®îc chän Ýt nhÊt lµ b»ng 1,2 – 1,5 lÇn gi¸ trÞ biªn ®é lín nhÊt cña ®iÖn ¸p trªn s¬ ®å.
3. Thêi gian phôc håi tÝnh chÊt kho¸ cña thyristor , tr (ms)
§©y lµ thêi gian tèi thiÓu ph¶i ®Æt ®iÖn ¸p ©m lªn gi÷a anot – catot cña thyristor sau khi dßng anot – catot ®· vÒ b»ng kh«ng tríc khi l¹i cã thÓ cã ®iÖn ¸p UAK d¬ng mµ thyristor vÉn kho¸. tr lµ mét th«ng sè rÊt quan träng cña thyristor nhÊt lµ trong c¸c bé nghÞch lu phô thuéc hoÆc nghÞch lu ®éc lËp, trong ®ã ph¶i lu«n ®¶m b¶o r»ng thêi gian dµnh cho qu¸ tr×nh kho¸ ph¶i b»ng 1,5 – 2 lÇn tr.
4. Tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p cho phÐp
Thyristor ®îc sö dông nh mét phÇn tõ cã ®iÒu khiÓn, nghÜa lµ mÆc dï khi ®îc ph©n cùc thuËn (UAK > 0) nhng vÉn ph¶i cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn th× nã míi cho phÐp dßng ®iÖn ch¹y qua. Khi thyristor ®îc ph©n cùc thuËn phÇn lín ®iÖn ¸p r¬i trªn líp tiÕp gi¸p J2 nh ®îc chØ ra trªn h×nh 6
Líp tiÕp gi¸p J2 bÞ ph©n cùc ngîc lªn ®é dµy cña nã në ra t¹o ra vïng kh«ng gian nghÌo ®iÖn tÝch, c¶n trë dßng ®iÖn ch¹y qua. Vïng kh«ng gian nµy cã thÓ coi nh mét tô ®iÖn cã ®iÖn dông CJ2. Khi cã ®iÖn ¸p biÕn thiªn víi tèc ®é lín dßng ®iÖn cña tô cã thÓ cã gi¸ trÞ ®¸ng kÓ, ®ãng vai trß nh dßng ®iÒu khiÓn. KÕt qu¶ lµ thyristor cã thÓ më ra khi cha cã tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµo cùc ®iÒu khiÓn G
Tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p lµ mét th«ng sè ph©n biÖt thyristor tÇn sè thÊp víi c¸c thyristor tÇn sè cao. ë thyristor tÇn sè thÊp vµo kho¶ng 50 – 200 V/ms, víi c¸c thyristor tÇn sè cao cã thÓ ®¹t ®Õn 500 – 2000 V/ms.
5. Tèc ®é t¨ng dßng cho phÐp (A/ms)
Khi thyristor b¾t ®Çu më kh«ng ph¶i mäi ®iÓm trªn tiÕt diÖn tinh thÓ b¸n dÉn cña nã ®Òu dÉn dßng ®iÖn ®ång ®Òu. Dßng ®iÖn sÏ ch¹y qua b¾t ®Çu ë mét sè ®iÓm, gÇn víi cùc ®iÒu khiÓn nhÊt, sau ®ã sÏ lan to¶ dÇn sang c¸c ®iÓm kh¸c trªn toµn bé tiÕt diÖn. NÕu tèc ®é t¨ng dßng qu¸ lín cã thÓ dÉn ®Õn mËt ®é dßng ®iÖn ë c¸c ®iÓm dÉn ban ®Çu qu¸ lín, sù ph¸t nhiÖt côc bé qu¸ m·nh liÖt cã thÓ sÏ dÉn ®Õn háng côc bé, tõ ®ã dÉn ®Õn háng toµn bé tiÕt diÖn tinh thÓ b¸n dÉn.
Tèc ®é t¨ng dßng cho phÐp còng ph©n biÖt ë thyristor tÇn sè thÊp cã kho¶ng 50 – 100 A/ms víi c¸c thyristor cã tÇn sè cao kho¶ng 500 – 2000 A/ms. Trong c¸c bé biÕn ®æi ph¶i lu«n lu«n cã biÖn ph¸p ®¶m b¶o tèc ®é t¨ng dßng ë díi gi¸ trÞ cho phÐp. §iÒu nµy ®¹t ®îc nhê m¾c nèi tiÕp víi c¸c phÇn tö b¸n dÉn nh÷ng ®iÖn kh¸ng nhá, lâi kh«ng khÝ hoÆc ®¬n gi¶n h¬n lµ c¸c xuyÕn ferit lång lªn nhau. C¸c xuyÕn ferit ®îc dïng rÊt phæ biÕn v× cÊu t¹o ®¬n gi¶n, dÔ thay ®æi ®iÖn c¶m b»ng c¸ch thay ®æi sè xuyÕn lång lªn thanh dÉn. XuyÕn ferit cßn cã tÝnh chÊt cña cuén c¶m b·o hoµ, khi dßng qua thanh dÉn cßn nhá ®iÖn kh¸ng sÏ lín ®Ó h¹n chÕ tèc ®é t¨ng dßng. Khi dßng ®· lín ferit bÞ b·o hoµ tõ, ®iÖn c¶m gi¶m gÇn nh b»ng kh«ng. V× vËy cuén kh¸ng kiÓu nµy kh«ng g©y sôt ¸p trong chÕ ®é dßng ®Þnh møc ch¹y qua d©y dÉn.
I.3. ¶nh hëng cña c¸c phÇn tö nèi song song víi cùc ®iÒu khiÓn.
1. ¶nh hëng cña ®iÖn trë nèi song song víi cuÆc ®iÒu khiÓn. §iÖn trë nµy ¶nh hëng rÊt lín ®Õn Tiristo:
a. Lµm t¨ng gi¸ trÞ dßng qua van Ia cÇn thiÕt ®Ó më ®îc vµ duy tr× cho van dÉn v× ®iÖn trë nµy rÏ nh¸nh dßng qua va qua nã.
b. h¹n chÕ ¶nh hëng cña tèc ®é t¨ng ¸p du/dt, nã sÏ dÉn bít dßng ký sinh cã h¹i nµy qua nã, gi¶m bít t¸c ®éng nµy ®Õn cùc ®iÒu khiÓn.
c. Tiristo cã ®é nh¹y cao thêng b¾t buéc ph¶i cã ®iÖn trë nµy ®Ó dÉn dßng nhiÖt (dßng diÖn rß ) qua nã ®Ó tr¸nh Tiristo bÞ më v× dßng nµy.
d. Lµm gi¶m hÖ sè khuÕch ®¹i vïng n1-p2-n2 dÉn ®Õn lµm t¨ng ®iÖn ¸p chuyÓn m¹ch cña van.
e. Lµm gi¶m ®îc thêi gian håi phôc tÝnh chÊt kho¸ cho Tiristo v× nã t¹o thµnh m¹ch tho¸t cho c¸c ®iÖn tÝch d tÝch tô trong vïng p2 vµ n2.
Nh×n chung ®Ó ®¸nh gi¸ chi tiÕt h¬n cÇn biÕt gi¸ trÞ cña RG, RS. Tuy nhiªn quy luËt chung cña c¸c ®iÖn trë nµy lµ: Tiristo cµng nhá th× trÞ sè RS cµng lín ( ®«i khi coi r»ng RS=)
Gi¸ trÞ RG phô thuéc vµo kÝch thíc tinh thÓ b¸n dÉn, tinh thÓ cµng lín gi¸ trÞ RG cµng nhá.
2. ¶nh hëng cña tô ®iÖn nèi song song víi cùc ®iÒu khiÓn.
a. Lµm gi¶m ¶nh hëng cña tèc ®é t¨ng hîp du/dt gÇn nh cña ®iÖn trë, tuy nhiªn chØ cã t¸c dông ë tÇn sè cao ®ã do ®ã, kh¸c víi ®iÖn trë, tô ®iÖn rÊt cã Ých ®Ó chèng nhiÔm cao tÇn ¶nh hëng tõ m¹ng ®iÖn lùc tíi mµ kh«ng g©y hËu qu¶ ë khu vùc tÇn sè thÊp, nhÊt lµ víi dßng æn ®Þnh mét chiÒu.
b. Lµm gi¶m ®é dèc c¶ xung ®iÒu khiÓn më van, dÉn ®Õn kÐ dµi h¬n thêi gian më van còng nh thêi gian thêi gian t¨ng dßng Ia, do ®ã kh«ng cã lîi trong nh÷ng m¹ch cÇn cã tèc ®é t¨ng dßng lín.
c. Khi van ®· dÉn ®iÖn ¸p trªn trªn tô ®iÖn nµy cã trÞ sè xÊp xØ sôt ¸p trªn van (cì 1¸ 2V ). §iÖn ¸p nµy nãi chung lín h¬n ®iÖn ¸p tèi thiÓu ®Ó më van. Khi van kho¸ l¹i sau ®ã l¹i cã ®iÖn ¸p d¬ng ®Æt trë l¹i th× dßng ®iÖn phãng ra tõ tô ®iÖn nµy cã thÓ lµm van më ra kh«ng cÇn cã dßng ®iÒu khiÓn thùc hiÖn n÷a ( vÝ dô van lµm viÖc ë tÇn sè 50 Hz, nÕu tô ®ñ lín ®Ó kÐo dµi dßng phãng qu¸ 10ms sÏ lµm van më ngay ë nöa chu kú ®iÖn ¸p trªn van d¬ng trë l¹i.)
3. ¶nh hëng cña ®iÖn ¸p ©m ®Æt lªn cùc ®iÒu khiÓn. §iÖn ¸p trªn cùc ®iÒu khiÓn kh«ng ®îc ©m qu¸ trÞ sè cho phÐp cña tõng lo¹i van ( thêng giíi h¹n ë møc 5V ). V× vËy khi van lµm viÖc cã kh¶ n¨ng xuÊt hiÖn ®iÖn ¸p ©m qu¸ møc trªn cùc ®iÒu khiÓn cÇn cã biÖn ¸p h¹n chÕ tríc mµ th«ng dông nhÊt lµ ®Êu thªm ®ièt nèi tiÕp song song víi cùc ®iÒu khiÓn nh trªn h×nh
4. ¶nh hëng cña ®iÖn ¸p d¬ng trªn cùc ®iÒu khiÓn khi ®iÖn ¸p trªn van l¹i ©m, ®iÒu nµy cã thÓ dÉn ®Õn sù ph¸t nhiÖt qu¸ møc ë cùc ®iÒu khiÓn lµm háng van.
Nh×n chung nªn h¹n chÕ c¸c t×nh tr¹ng: UGK>0 trong khi UAk0. Trong sæ tra cøu thêng hai trÞ sè ©m vµ d¬ng cña UGK lÊy lµ -1 vµ vµo kho¶ng 0,5V ®Õn 1V.
]I.4. §Æc tÝnh v«n – ampe cña thyristor
§Æc tÝnh v«n – ampe cña mét Thyristor gåm hai phÇn (h×nh 2). PhÇn thø nhÊt n»m trong gãc phÇn t thÐ I lµ ®Æc tÝnh thuËn t¬ng øng víi trêng hîp ®iÖn ¸p UAK > 0, phÇn thø hai n»m trong gãc phÇn t thø III gäi lµ ®Æc tÝnh ngîc, t¬ng øng víi trêng hîp UAK < 0.
a. Trêng hîp dßng ®iÖn vµo cùc ®iÒu khiÓn b»ng kh«ng (IG = 0)
Khi dßng vµo cùc ®iÒu khiÓn cña Thyristor b»ng 0 hay khi hë m¹ch cùc ®iÒu khiÓn Thyristor sÏ c¶n trë dßng ®iÖn øng víi c¶ hai trêng hîp ph©n cùc ®iÖn ¸p gi÷a anot – catot. Khi ®iÖn ¸p UAK < 0 theo cÊu t¹o b¸n dÉn cña Thyristor hai tiÕp gi¸p J1, J3 ®Òu ph©n cùc ngîc, líp J2 ph©n cùc thuËn, nh vËy Thyristor sÏ sÏ gièng nh hai ®i èt m¾c nèi tiÕp bÞ ph©n cùc ngîc. Qua Thyristor sÏ chØ cã mét dßng ®iÖn rÊt nhá ch¹y qua, gäi lµ dßng rß. Khi UAK t¨ng ®¹t ®Õn mét gi¸ trÞ ®iÖn ¸p lín nhÊt Ungmax sÏ x¶y ra hiÖn tîng Thyristor bÞ ®¸nh thñng, dßng ®iÖn cã thÓ t¨ng lªn rÊt lín. Gièng nh ë ®o¹n ®Æc tÝnh ngîc cña ®i èt qu¸ tr×nh bÞ ®¸nh thñng lµ qu¸ tr×nh kh«ng thÓ ®¶o ngîc ®îc, nghÜa lµ nÕu cã gi¶m ®iÖn ¸p UAK xuèng díi møc Ungmax th× dßng ®iÖn còng kh«ng gi¶m ®îc vÒ møc dßng rß. Thyristor ®· bÞ háng.
Khi t¨ng ®iÖn ¸p anot – catot theo chiÒu thuËn UAK > 0 lóc ®Çu còng chØ cã mét dßng ®iÖn rÊt nhá ch¹y qua, gäi lµ dßng rß. §iÖn trë t¬ng ®¬ng m¹ch anot – catot vÉn cã gi¸ trÞ rÊt lín. Khi ®ã tiÕp gi¸p J1, J3 ph©n cùc thuËn, J2 ph©n cùc ngîc. Cho ®Õn khi UAK t¨ng ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thuËn lín nhÊt Uthmax sÏ x¶y ra hiÖn tîng ®iÖn trë t¬ng ®¬ng m¹ch anot – catot ®ét ngét gi¶m, dßng ®iÖn cã thÓ ch¹y qua Thyristor vµ gi¸ trÞ sÏ chØ bÞ giíi h¹n bëi
®iÖn trë t¶i ë m¹ch ngoµi. NÕu khi ®ã dßng qua Thyristor cã gi¸ trÞ lín h¬n mét mùc dßng tèi thiÓu, gäi lµ dßng duy tr× Idt th× khi ®ã thyristor sÏ dÉn dßng trªn ®êng ®Æc tÝnh thuËn, gièng nh ®êng ®Æc tÝnh thuËn ë ®i èt. §o¹n ®Æc tÝnh thuËn ®îc ®Æc trng bëi tÝnh chÊt dßng cã thÓ cã gi¸ trÞ lín nhng ®iÖn ¸p r¬i trªn anot – catot th× nhá vµ hÇu nh kh«ng phô thuéc vµo gi¸ trÞ cña dßng ®iÖn.
b. Trêng hîp cã dßng ®iÖn vµo cùc ®iÒu khiÓn (IG > 0)
NÕu cã dßng ®iÒu khiÓn ®a vµo gi÷a cùc ®iÒu khiÓn vµ catot th× qu¸ tr×nh chuyÓn ®iÓm lµm viÖc trªn ®êng ®Æc tÝnh thuËn sÏ x¶y ra sím h¬n, tríc khi ®iÖn ¸p thuËn ®¹t ®Õn gi¸ trÞ lín nhÊt, Uthmax. §iÒu nµy ®îc m« t¶ trªn h×nh 1.7 b»ng nh÷ng ®êng nÐt ®øt, øng víi c¸c gi¸ trÞ dßng ®iÒu khiÓn kh¸c nhau IG1, IG2, IG3.. Nãi chung nÕu dßng ®iÒu khiÓn lín h¬n th× ®iÓm chuyÓn ®Æc tÝnh lµm viÖc sÏ x¶y ra víi UAK nhá h¬n.
I.5. Më vµ kho¸ thyristor
Thyristor cã ®Æc tÝnh gièng nh ®i«t, nghÜa lµ chØ cho phÐp dßng ch¹y qua theo mét chiÒu, tõ anot ®Õn catot vµ c¶n trë dßng ch¹y theo chiÒu ngîc l¹i. Tuy nhiªn kh¸c víi ®i«t, ®Ó thyristor cã thÓ dÉn dßng ngoµi ®iÒu kiÖn ph¶i cã ®iÖn ¸p UAK > 0 cßn cÇn thªm mét sè ®iÒu khiÓn kh¸c. Do ®ã thyristor ®îc coi lµ phÇn tö b¸n dÉn cã ®iÒu khiÓn ®Ó ph©n biÖt víi ®i«t lµ phÇn tö kh«ng ®iÒu khiÓn ®îc.
1. Më thyristor
Khi ®îc ph©n cùc thuËn UAK > 0 thyristor cã thÓ më b»ng hai c¸ch. Thø nhÊt cã thÓ t¨ng ®iÖn ¸p anot- catot cho ®Õn khi ®¹t ®Õn gi¸ trÞ ®iÖn ¸p thuËn lín nhÊt , Uthmax khi ®ã ®iÖn trë t¬ng ®¬ng trong m¹ch anot – catot sÏ gi¶m ®ét ngét vµ dßng qua thyristor sÏ hoµn toµn do m¹ch ngoµi x¸c ®Þnh. Ph¬ng ph¸p më nµy trong thùc tÕ kh«ng ®îc ¸p dông vµ cßn nguyªn nh©n më kh«ng mong muèn v× kh«ng ph¶i lóc nµo còng cã thÓ t¨ng ®îc ®iÖn ¸p ®Õn gi¸ trÞ Uthmax. V¶ l¹i nh vËy sÏ x¶y ra trêng hîp thyristor tù më ra díi t¸c dông cña c¸c xung ®iÖn ¸p nhiÔu t¹i mét thêi ®iÓm ngÉu nhiªn, kh«ng ®Þnh tríc.
Ph¬ng ph¸p thø hai lµ ph¬ng ph¸p ®îc ¸p dông thùc tÕ lµ ®a mét xung dßng ®iÖn cã gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh vµo gi÷a cùc ®iÒu khiÓn vµ catot. Xung dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn sÏ chuyÓn tr¹ng th¸i cña thyristor tõ trë kh¸ng cao sang trë kh¸ng thÊp ë møc ®iÖn ¸p anot – catot nhá. Khi ®ã nÕu dßng qua anot – catot lín h¬n mét gi¸ trÞ nhÊt ®Þnh, gäi lµ dßng duy tr× (Idt) th× thyristor sÏ tiÕp tôc cho tr¹ng th¸i më dÉn dßng mµ kh«ng cÇn ®Õn sù tån t¹i cña xung dßng ®iÒu khiÓn n÷a. §iÒu nµy nghÜa lµ cã thÓ ®iÒu khiÓn më c¸c thyristor b»ng c¸c xung dßng cã ®é réng xung nhÊt ®Þnh, do ®ã c«ng suÊt cña m¹ch ®iÒu khiÓn cã thÓ lµ rÊt nhá, so víi c«ng suÊt cña m¹ch lùc mµ thyristor lµ mét phÇn tö ®ãng c¾t, khèng chÕ dßng ®iÖn.
2. Kho¸ thyristor
Mét thyristor ®ang dÉn dßng sÏ trë vÒ tr¹ng th¸i kho¸ (®iÖn trë t¬ng ®¬ng m¹ch anot – catot t¨ng cao) nÕu dßng ®iÖn gi¶m xuèng, nhá h¬n gi¸ trÞ dßng duy tr× Idt. Tuy nhiªn ®Ó thyristor vÉn ë tr¹ng th¸i kho¸, víi trë kh¸ng cao, khi ®iÖn ¸p anot – catot l¹i d¬ng (UAK > 0) cÇn ph¶i cã mét thêi gian nhÊt ®Þnh ®Ó c¸c líp tiÕp gi¸p phôc håi hoµn toµn tÝnh chÊt c¶n trë dßng ®iÖn cña m×nh. Khi thyristor dÉn dßng theo chiÒu thuËn UAK > 0, hai líp tiÕp gi¸p J1, J3 ph©n cùc thuËn, c¸c ®iÖn tÝch ®i qua hai líp nµy dÔ dµng vµ lÊp ®Çy tiÕp gi¸p J2 ®ang bÞ ph©n cùc ngîc. V× vËy mµ dßng ®iÖn cã thÓ ch¶y qua ba líp tiÕp gi¸p J1, J2, J3. §Ó kho¸ thyristor l¹i cÇn gi¶m dßng anot – catot vÒ díi møc dßng duy tr× (Idt) vµ ®Æt mét ®iÖn ¸p ngîc lªn anot – catot (UAK < 0) trong mét kho¶ng thêi gian tèi thiÓu, gäi lµ thêi gian phôc håi, tr. Trong thêi gian phôc håi cã mét dßng ®iÖn ngîc ch¹y gi÷a catot vµ anot. Dßng ®iÖn ngîc nµy di t¶n c¸c ®iÖn tÝch ra khái tiÕp gi¸p J2 vµ n¹p ®iÖn cho tô ®iÖn t¬ng ®¬ng cña hai tiÕp gi¸p J1, J3 lóc nµy ®ang bÞ ph©n cùc ngîc. KÕt qu¶ lµ kh¶ n¨ng c¶n trë dßng ®iÖn cña J1. J3, ®îc phôc håi. Thêi gian phôc håi phô thuéc vµo lîng ®iÖn tÝch cÇn ®îc di t¶n ra ngoµi cÊu tróc b¸n dÉn cña thyristor vµ n¹p ®iÖn cho tiÕp gi¸p J1, J3.
Qu¸ tr×nh kho¸ mét thyristor ®îc m« t¶ trªn ®å thÞ h×nh 3.
Theo h×nh 3 phÇn ®iÖn tÝch g¹ch chÐo díi ®êng dßng ®iÖn lµ lîng ®iÖn tÝch Q cÇn di t¶n ra ngoµi cÊu tróc b¸n dÉn cña thyristor.
H×nh 3. Qu¸ tr×nh kho¸ mét thyristor, ý nghÜa cña thêi gian phôc håi, tr
Thêi gian phôc håi lµ mét trong nh÷ng th«ng sè quan träng cña thyristor thêi gian phôc håi x¸c ®Þnh d¶i tÇn sè lµm viÖc cña thyristor, tr, cã gi¸ trÞ cì 5 – 50 ms ®èi víi c¸c thyristor tÇn sè cao vµ cì 50 – 200 ms ®èi víi c¸c thyristor tÇn sè thÊp.
I.6. C¸c yÕu cÇu ®èi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn thyristor
Quan hÖ gi÷a ®iÖn ¸p trªn cùc ®iÒu khiÓn vµ catot víi dßng ®iÖn ®i vµo cùc ®iÒu khiÓn x¸c ®Þnh c¸c yªu cÇu ®èi víi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn thyristor . Víi cïng mét lo¹i thyristor nhµ s¶n xuÊt sÏ cung cÊp mét hä ®Æc tÝnh ®iÒu khiÓn, vÝ dô nh trªn h×nh 4, trªn ®ã cã thÓ thÊy ®îc c¸c ®Æc tÝnh giíi h¹n vÒ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn nhá nhÊt, øng víi mét nhiÖt ®é m«i trêng nhÊt ®Þnh mµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ph¶i ®¶m b¶o ®Ó më ®îc ch¾c ch¾n mét thyristor. Dßng ®iÒu khiÓn ®i qua tiÕp gi¸p p-n gi÷a cùc ®iÒu khiÓn vµ catot còng lµm ph¸t nãng tiÕp gi¸p nµy. V× vËy tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn còng ph¶i bÞ h¹n chÕ vÒ c«ng suÊt. C«ng suÊt giíi h¹n cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn phô thuéc thêi gian. NÕu tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn lµ mét xung cã ®é réng cµng ng¾n th× c«ng suÊt cho phÐp cã thÓ cµng lín.
S¬ ®å tiªu biÓu cña mét m¹ch khuÕch ®¹i xung ®iÒu khiÓn thyristor ®îc cho trªn h×nh 5. Kho¸ Transistor T ®îc ®iÒu khiÓn bëi mét xung cã ®é réng nhÊt ®Þnh, ®ãng c¾t ®iÖn ¸p phÝa s¬ cÊp biÕn ¸p xung. Xung ®iÒu khiÓn ®a ®Õn cùc ®iÒu khiÓn cña thyristor ë bªn phÝa cuén thø cÊp. Nh vËy m¹ch lùc ®îc c¸ch ly hoµn toµn víi m¹ch ®iÒu khiÓn bëi biÕn ¸p xung. §iÖn trë R h¹n chÕ dßng qua transistor vµ x¸c ®Þnh néi trë cña nguån tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn. §i«t D1 ng¾n m¹ch cuén s¬ cÊp biÕn ¸p cung khi transistor T kho¸ l¹i ®Ó chèng qu¸ ¸p trªn T. §iot D2 ng¨n xung ©m vµ cùc ®iÒu khiÓn. §iot D3 m¾c song song víi cùc ®iÒu khiÓn vµ cã thÓ song song víi tô C cã t¸c dông gi¶m qu¸ ¸p trªn tiÕp gi¸p G – K khi thyristor bÞ ph©n cùc ngîc.
bax
D
2
V
D
3
C
T
D
1
R
+Un
H×nh 5
II. C¸c bé biÕn ®æi xung ¸p
II.1. §Æc ®iÓm chung.
C¸c bé ®iÖn ¸p xoay chiÒu (§AXC) dïng ®Ó ®ãng ng¾t hoÆc thay ®æi ®îc ®iÖn ¸p xoay chiÒu ra t¶i. Do t¶i ®ßi hái dßng ®iÖn xoay chiÒu nªn ph¶i dïng lo¹i van b¸n dÉn lµ TRIAC hoÆc ghÐp hai van dÉn mét chiÒu song song ngîc nhau ®Ó mçi van ®¶m nhËn mét chiÒu cña dßng t¶i: Nh vËy cã thÓ ghÐp 2 thyistor víi nhau (gäi lµ kiÓu ®èi xøng ) hoÆc 1 thyristor víi 1 ®i«t.
§AXC dïng van b¸n dÉn cã ®Çy ®ñ c¸c u ®iÓm cña nhng m¹ch c«ng suÊt sö dông kü thuËt b¸n dÉn nh: DÔ ®iÒu chØnh vµ tù ®éng ho¸, lµm viÖc æn ®Þnh, ph¶n øng nhanh víi c¸c ®ét biÕn ®iÒu khiÓn, ®é tin cËy vµ tuæi thä cao, kÝch thíc gän, dÔ thay thÕ. ThÝch hîp víi qu¸ tr×nh hiÖn ®¹i ho¸, tËp chung ho¸ c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghÖ...Nhîc ®iÓm chung vµ c¬ b¶n cña §AXC lµ ®iÖn ¸p ra t¶i kh«ng sin trong toµn d¶i ®iÒu chØnh. §iÖn ¸p trªn t¶i chØ sin khi ®a toµn bé ®iÖn ¸p nguån ra t¶i, do vËy ®é mÐo ®iÖn ¸p trªn t¶i sÏ cµng lín khi ®iÒu chØnh cµng s©u, thµnh phÇn sãng dµi kh¸ cao. Víi nh÷ng t¶i yªu cÇu nghiªm ngÆt vÒ ®é mÐo vµ thµnh phÇn sãng dµi kh«ng thÓ dïng §AXC ®îc. Do vËy øng dông chñ yÕu cña nã lµ cho d¹ng t¶i cã tÝnh thuÇn trë:
- §iÒu chØnh ¸nh s¸ng ®Ìn sîi ®èt vµ æn ®Þnh ®é ph¸t quang cña hÖ chiÕu s¸ng.
- §iÒu chØnh vµ æn ®Þnh nhiÖt ®é c¸c lß ®iÖn trë b»ng c¸ch khèng chÕ c«ng suÊt ®a vµo lß.
- §AXC cïng ®îc sö dông ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é ®éng c¬ ®iÖn kh«ng ®ång bé. Nhng chØ phï hîp víi phô t¶i cña ®éng c¬ d¹ng qu¹t giã hoÆc m¸y b¬m li t©m víi ph¹m vi ®iÒu chØnh kh«ng lín. §AXC thÝch hîp víi c¸c chÕ ®é nh khëi ®éng, ®ãng ng¾t t¶i cho ®éng c¬ ®iÖn.
- §AXC còng ®îc dïng ®Ó ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p s¬ cÊp c¸c biÕn ¸p lùc vµ th«ng qua ®ã ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ra t¶i, phô t¶i cã thÓ dïng dßng ®iÖn xoay chiÒu hoÆc mét chiÒu ( chØnh lu ®i«t phÝa thø cÊp ) khi r¬i vµo hai trêng hîp sau : a/. ®iÖn ¸p thø cÊp thÊp h¬n ®iÖn ¸p s¬ cÊp nh dßng ®iÖn thø cÊp rÊt lín. b/. ®iÖn ¸p thø cÊp mµ t¶i yªu cµu cao h¬n nhiÒu lÇn ®iÖn ¸p nguån.
Nguyªn t¾c ®iÒu chØnh cña §AXC lµ ®iÒu chØnh gãc më cña van b¸n dÉn. C¸c van lµm viÖc víi ®iÖn ¸p xoay chiÒu nªn ®îc kho¸ tù nhiªn b»ng ®iÖn ¸p nguån vµ còng chÞu c¸c ¶nh hëng cña líi ®iÖn ®Õn van, kiÓu ®iÒu khiÓn van còng lµ dÞch pha ®iÓm ph¸t xung so víi pha nguån xoay chiÒu.®Æc trng kh¸c biÖt vµ c¸c c¬ së do tÝnh to¸n.
II.2 Xung ¸p xoay chiÒu 3 pha
1. C¸c ¬ ®å øng dông.
A
v
1
v
4
v
6
v
3
B
v
2
v
5
C
Z
A
A
B
C
H×nh 7
Z
B
Z
C
Z
AB
Z
BC
Z
CA
Z
C
Z
B
Z
A
v
1
v
2
v
3
H×nh 7. S¬ ®å XAAC 3 pha
a, t¶i cã thÓ dÊu Y hoÆc **:
b, thyristor V1, V2, V3, sÏ t¹o thµnh ®iÓm chung tÝnh gi¶ cho t¶i ZA, Zb, Zc,.
XAAC 3 pha cã thÓ thùc hiÖn theo c¸c ph¬ng ¸n nh trªn h×nh 7. S¬ ®å (a) cã thÓ ¸p dông b¸n ®iÒu khiÓn, vÝ dô thay V4, V6, V2 b»ng 3 ®i«t.
2. ¦u nhîc ®iÓm cña s¬ ®å
- C¸c s¬ ®å XAAC nãi chung ®Òu ®¬n gi¶n, do ®ã cho hiÖu qu¶ cao trong qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p xoay chiÒu.
- Tuy nhiªn d¹ng ®iÖn ¸p ra phô thuéc rÊt nhiÒu vµo gãc ®é ®iÒu khiÓn vµ tÝnh chÊt cña t¶i. D¹ng ®iÖn ¸p ra còng rÊt kh«ng sin.
- Phï hîp víi c¸c ng dông yªu cÇu c«ng suÊt võa vµ nhá, nhÊt lµ víi t¶i thuÇn trë v× khi ®ã d¹ng ®iÖn ¸p trªn t¶i kh«ng yªu cÇu kh¾t khe.
- Víi c«ng suÊt lín cã thÓ ¸p dông trong nh÷ng trêng hîp d¶i ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p yªu cÇu hÑp hoÆc qu¸ tr×nh ®iÒu chØnh chØ diÔn ra trong mét thêi gian ng¾n, vÝ dô trong c¸c bé khëi ®éng c¬.
- Trong mäi trêng hîp ph¶i cã biÖn ph¸p tr¸nh ¶nh hëng cña nhiÔu ra ngoµi líi diÖn do ®êng ®iÖn kh«ng sin. VÝ dô ph¶i l¾p thªm c¸c bé läc ®Çu vµo.
- Cã thÓ c¶i thiÖn ®¸ng kÓ ®Æc tÝnh cña XAAC nÕu sö dông c¸c van ®iÒu khiÓn hoµn toµn. Khi ®ã viÖc ®iÒu chØnh sÏ ¸p dông ph¬ng ph¸p ®iÒu chÕ ®é réng xung ë mçi nöa chu kú ®iÖn ¸p líi.
3. Ph©n tÝch sù ho¹t ®éng cña s¬ ®å
§Ó ph©n tÝch sù ho¹t ®éng cña s¬ ®å ta ph¶i x¸c ®Þnh lóc nµo 3 pha cïng dÉn, lóc nµo chØ cã 2 pha dÉn còng nh kho¶ng dÉn cña c¸c van. Ta h·y xÐt s¬ ®å (a) víi t¶i Y thuÇn trë, ZA= ZB= ZC. §å thÞ d¹ng ®iÖn ¸p trªn t¶i víi gãc ®iÒu khiÓn a=300. dîc biÓu diÔn trªn h×nh 8
H×nh 8. §å thÞ d¹ng ®iÖn
¸p trªn t¶i víi gãc
®iÒu khiÓn a=300.
s¬ ®å (a)
Gãc ®iÒu khiÓn trong XAAC ®îc tÝnh tõ thêi ®iÓm ®iÖn ¸p nguån qua kh«ng. Ta cÇn lu ý r»ng trong hÖ thèng ®iÖn ¸p 3 pha dßng cã thÓ ch¶y qua c¶ 3 pha hoÆc chØ qua 2 pha. Khi dßng ch¶y qua c¶ 3 pha th× ®iÖn ¸p trªn mçi ph ®óng b»ng ®iÖn ¸p pha. Khi dßng ch¶y qua hai pha th× ®iÖn ¸p trªn c¸c pha t¬ng øng sÏ b»ng mét nöa ®iÖn ¸p d©y.
Nh trªn ®å thÞ 8 víi 01£ 0£ 02 dßng cã thÓ chay qua c¶ 3 pha. Khi ®ã V1 dÉn ë pha A, V6 dÉn ë pha B, V5 dÉn ë pha C.
uZA=uA
Víi 02£ 0£ 03 ë pha C dßng kh«ng thÓ ch¶y qua V5 ®îc n÷a v× uc ®· ®¶o chiÒu nªn chØ cßn l¹i V1 dÉn dßng ë pha A cïng víi V6 ë pha B. Do ®ã:
Víi 03£ 0£ 04 ë pha C, V2 nhËn ®îc tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn nªn sÏ cã 3 van dÉn ë 3 pha lµ V1, V2, V6. Do ®ã:
uZA=uA
Víi 04£ 0£ 05 ë pha B, V6 kh«ng thÓ dÉn ®îc n÷a v× uB ®· ®¶o chiÒu, chØ cßn V1, V2 dÉn:
Víi 05£ 0£ 06, V3 sÏ vµo dÉn cïng víi V1, V2:
uZA=uA
Víi 06£ 0£ 07: uZA=0
b»ng tÝnh chÊt ®èi xøng cã thÎ x¸c ®Þnh ®îc ®iÖn ¸p trªn ZA trong nöa chu kú cßn l¹i. Tõ ph©n tÝch trªn cã thÓ thÊy r»ng:
Víi 0 £ a£ 600 cã c¸c giai ®o¹n 3 van vµ 2 van cïng dÉn.
Víi 600 £ a£ 900 chØ cã c¸c giai ®o¹n 2 van cïng dÉn.
Víi 900 £ a£ 1500 chØ cã c¸c giai ®o¹n 2 van dÉn hoÆc kh«ng cã van nµo dÉn c¶.
VÝ dô vÒ d¹ng ®iÖn ¸p trªn t¶i víi gãc ®iÒu khiÓn a=900 ®îc cho trªn h×nh 9
H×nh 9. D¹ng ®iÖn ¸p
trªn t¶i víi gãc ®iÒu
khiÓn a=900
Ch¬ng ii.
TÝnh to¸n thiÕt kÕ chän m¹ch lùc cho bé ®iÒu
chØnh nhiÖt ®é lß ®iÖn trë 3 pha.
V× t¶i thuÇn trë nªn ®Ó tiÖn dông ta sö dông bé biÕn ®æi xung ¸p xoay chiÒu 3 pha cho m¹ch lùc.
Víi c¸c phÇn tö b¶o vÖ m¹ch lùc
- B¶o vÖ qu¸ tr×nh cho van Sö dông R1C m¾c song song víi van
- B¶o vÖ tèc ®é t¨ng dßng di/dt cho van: Sö dông cuén c¶m L.
S¬ ®å m¹ch lùc:
I. TÝnh chän van m¹ch ®éng lùc.
§Ó ®¶m b¶o cho m¹ch ho¹t ®éng mét c¸ch tin cËy khi lµm viÖc víi dßng ®iÖn lín, ®iÖn ¸p cao, c«ng suÊt ph¸t nhiÖt m¹nh, tr¸nh ®îc hiÖn tîng van tù më khi kh«ng cÇn xung ®iÒu khiÓn ta ph¶i chän van 1 c¸ch hîp lý.
Víi c«ng suÊt t¶i P®m=30kw
V× t¶i thuÇn trë nªn ta cã:
Dßng ®iÖn tøc thêi qua van
i(v) =
i(v) = (A)
Ëy dßng ®iÖn trung b×nh qua van lµ:
(A)
- TÝnh ®iÖn ¸p ngîc ®Æt lªn van:
§iÖn ¸p ngîc lín nhÊt ®Æt lªn van:
Chän c¸ch lµm m¸t b»ng c¸ch t¶n nhiÖt vµ qu¹t giã.
HÖ sè dù tr÷ ®iÖn ¸p: Ka=2,0
HÖ sè dù tr÷ dßng ®iÖn : Ki=1,5
VËy ta cã:
Ungmaxthùc = Kc.Ungmax = 2.930 = 1860 (V)
ItbthùcV = Ki . Itbv = 1,5.20,48 = 30,72 (A)
Chän 6 Thyristor m· hiÖu: T11 – 40 do Liªn X« chÕ t¹o víi c¸c tham sè:
KÝ hiÖu
Icp(A)
IX
(A)
Id
(A)
Idß
(mA)
CÊp ®iÖn ¸p
CÊp du/dt
CÊp tph
CÊp di/dt
DU
(V)
U®k
(V)
I®k
(mA)
T11-40
40
360
600
20
13-22
2-4
1
2
2,7
5
200
- CÊp ®iÖn ¸p : Ungmax=1300-2200(v)
- Dßng ®iÖn trung b×nh tèi ®a cho phÐp ch¶y qua van Icp=40(A).
- Dßng ®iÖn qu¸ t¶i ng¾n h¹n cho phÐp qua van trong thêi gian kh«ng qu¸ vµi ms IX=360(A).
- TrÞ sè biªn ®é dßng ®iÖn d¹ng sin cho phÐp 1 lÇn qua van sau ®ã ph¶i ng¾t ®iÖn ¸p ®Æt: Id=600(A).
- Dßng ®iÖn dß khi van ë tr¹ng th¸i kho¸: Idß=20mA.
- Tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p thuËn lín nhÊt ®Æt lªn van mµ van sÏ räi vµo hiÖn tîng tù dÉn kh«ng cÇn dßng ®iÒu khiÓn cÊp(2-4).
- Tèc ®é t¨ng trëng dßng lín nhÊt qua van mµ van kh«ng bÞ ®¸nh thñng cÊp 2.
- Sôt ¸p trªn van ë dßng ®Þnh møc DU = 2,7(V).
- §iÖn ¸p ®iÒu kiÓn nhá nhÊt vÉn ®¶m b¶o dßng ®iÒu khiÓn më van:
U®k=5V.
- Dßng ®iÖn ®iÒu khiÓn nhá nhÊt vÉn ®¶m b¶o më van:
I®k=200mA.
- Thêi gian phôc håi tÝnh chÊt kho¸ cña van: CÊp 1.
II. TÝnh chän c¸c phÇn tö b¶o vÖ cho van m¹ch ®éng lùc.
Trong bé §AXC, phÇn tö kÐm kh¶ n¨ng chÞu ®îc c¸c biÕn ®éng m¹nh vÒ ®iÖn ¸p vµ dßng ®iÖn chÝnh lµ c¸c van b¸n dÉn. V× vËy viÖc b¶o vÖ m¹ch ®ég lùc chñ yÕu lµ b¶o vÖ c¸c van b¸n dÉn khái hai tr¹ng th¸i lµ qu¸ dßng ®iÖn vµ qu¸ ®iÖn ¸p.
Tra c¸c th«ng sè cña van TM11-40 ta ®îc:
- TrÞ sè dßng ®iÖn cho phÐp : Icp=40(A).
- §iÖn ¸p ®Þnh møc cña van: U®m=2200(V).
- Tèc ®é t¨ng ®iÖn ¸p thuËn cho phÐp (cÊp2):
du/dt=50V/ms=50.106 V/S
- Tèc ®é t¨ng dßng tèi ®a (cÊp 2):
di/dt = 40A/ms=40.106A/S
- TrÞ sè ®iÖn trë t¶i:
1. TÝnh ®iÖn c¶m b¶o vÖ tèc ®é t¨ng dßng : di/dt.
Dßng m¹ch §AXC m¾c trùc tiÕp vµo líi ®iÖn, nªn ®iÖn c¶m nµy cã vÞ trÝ rÊt quan träng. Tèc ®é t¨ng dßng sÏ lín nhÊt khi ®iÖn ¸p tríc khi van dÉn lµ cao nhÊt, t¬ng øng ®iÖn ¸p líi t¨ng thªm 5%. §iÖn c¶m L ®îc tÝnh:
2. Chän phÇn tö b¶o vÖ qu¸ ¸p R-C m¾c song song víi van:
Chän theo kinh nghiÖm van cµng lín th× tô cµng lín vµ ®iÖn trë cµng nhá víi c¸c trÞ sè: §iÖn trë n»m trong kho¶ng vµi trôc ®Õn 100 W,®iÖn trë n»m trong kho¶ng 0,1 ®Õn 2mF.
Ta chän R = 60W
C = 0,4mF.
ch¬ng iii
tÝnh to¸n thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn
I. S¬ ®å cÊu tróc m¹ch ®iÒu khiÓn cña 1 Tiristo.
II. c¸c kh©u cña m¹ch ®iÒu khiÓn s¬ ®å vµ nguyªn lý ho¹t ®éng.
II.1 Kh©u ®ång bé:
Sö dông MBA ®ång bé: T¹o ra ®îc ®iÖn ¸p cã gèc lÖch pha cè ®Þnh víi ®iÖn ¸p ®Æt lªn v¹n lùc. Ngoµi ra cßn ®¹t thªm 2 môc tiªu quan träng lµ:
ChuyÓn ®æi ¸p thêng cã gi¸ trÞ cao song gi¸ trÞ phï hîp víi m¹ch ®iÒu khiÓn thêng lµ ®iÖn ¸p thÊp.
C¸ch ly hoµn toµn gi÷a m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch lùc. §¶m b¶o an toµn cho ngêi sö dông còng nh cho c¸c linh kiÖn ®iÒu khiÓn.
§Ó t¹o ®iÖn ¸p §B cho bé §AXC 3 pha, sö dông biÕn ¸p 3 pha. Tuy nhiªn, v× m¹ch ®iÒu khiÓn cã nhiÒu kh©u còng cÇn dïng biÕn ¸p nªn chØ dïng chung 1 biÕn ¸p cã nhiÒu cuén thø cÊp.
S¬ ®å m¹ch biÕn ¸p §B 3 pha:
BiÕn ¸p ®ång bé 3 pha & ®iÖn ¸p ®ång pha
Víi s¬ ®å a : S¬ cÊp ®Êu tam gi¸c: Ph¹m vi gãc ®iÌu khiÓn vµ ®¹t
a = (00-1800)
Víi s¬ ®å b: S¬ cÊp ®Êu sao: Ph¹m vi gãc ®iÒu khiÓn chØ ®¹t
a = (00-1500) v× van kh«ng më ngay ®îc khi ®iÖn ¸p líi b¾t ®Çu d¬ng.
II.2. T¹o ®iÖn ¸p tùa d¹ng r¨ng ca cña tuyÕn tÝnh ë c¶ hai nöa chu kú sö dông khuyÕch ®¹i thuËt to¸n 0A.
ë c¸c m¹ch t¹o ®iÖn ¸p tùa d¹ng r¨ng ca dïng trandisto cã nhîc ®iÓm chung lµ sù phô thuéc kh¸ râ thêi ®iÓm më vµ kho¸ c¸c b¶ng vµo ®iÖn ¸p ®ång pha. Do vËy ®iÖn ¸p còng Ýt nhiÒu bÞ biÕn ®éng theo ®iÖn ¸p líi ®iÖn xoay chiÒu. §iÒu nµy lµm ¶nh hëng tíi gãc ®iÒu khiÓn vµ còng nh ph¹m vi ®iÒu chØnh nã. HiÖn nay m¹ch t¹o r¨ng ca sö dông 0A ngµy cµng ®îcøng dông nhiÒu h¬n do kh¾c phôc ®îc c¸c nhäc ®iÓm cña m¹ch dïng Tradisto. MÆt kh¸c gi¸ thµnh cña 0A ®· kh¸ rÎ.
S¬ ®å m¹ch t¹o r¨ng ca
KhuyÕch ®¹i thuËt to¸n 0A1 ®Êu theo s¬ ®å so s¸nh, cã nhiÖm vô so s¸nh 2 ®iÖn ¸p ®Çu vµo cña 0A1. §iÖn ¸p ®Çu ra tu©n theo quy luËt:
Ura = K0DU= K0(U+ - U-)
Dßng 0A2 lµm nhiÖm vô t¹o ®iÖn ¸p r¨ng ca. Nguyªn lý lµm viÖc nh sau:
Khi ®iÖn ¸p ®Çu ra cña 0A1: UB < 0 0A1 b·o hoµ ©m: UB = - Ubh ®i èt D3 dÉn. Sö dông ®Æc ®iÓm cña 0A lµ ®iÖn thÕ gi÷a hai cöa (+) vµ (-) cña nã b»ng nhau, ta cã ®iÖn thÕ ®iÓm lµ (-) cña 0A b»ng 0V do ®iÓm (+) nèi víi 0V lóc ®ã theo s¬ ®å m¹ch ta thÊy.
§iÖn ¸p trªn tô C1 b»ng ®iÖn ¸p ®Çu ra 0A2:Uc1 = U0A2
§iÖn ¸p trªn ®iÖn trë R2 ®iÖn ¸p ®Çu ra 0A1 (bá qua sôt ¸p trªn ®ièt D3): UR2 = UB.
Víi R2 << R3 dÉn ®Õn iR3 << iR3, nªn qu¸ tr×nh ph©n tÝch cã thÓ bá qua dßng ®iÖn iR3. Nh vËy dßng qua tô ®iÖn IC1 b»ng dßng qua ®iÖn trë IR2. V× dßng cña (-) cã A kh«ng ®¸ng kÓ (tæng trë vµo cã A v« cïng lín) kÕt hîpnh÷ng ®iÒu kiÖn trªn ta cã: Uc = Uc1 =
II.2. Kh©u t¹o xung chïm:
Sö dông khuÕch ®¹i thuËt to¸n OA.
S¬ ®å m¹ch t¹o dao ®éng dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n OA.
KhuÕch ®¹i thuËt to¸n OA ®îc sö dông nh 1 bé so s¸nh 2 cöa. Tô C2 liªn tôc ®îc ph¸p n¹p lµm cho OA ®¶o tr¹ng th¸i mçi lÇn ®iÖn ¸p trªn tô ®¹t trÞ sè cña bé ®iÖn trë chia ®iÖn ¸p
II – 3. M¹ch trén xung.
Sö ông m¹ch logic AND. Lo¹i CMOS 4081.
TÝn hiÖu ®Çu ra Ur=1 chØ khi
Uss=1 vµ Vd®=1
I-4. Kh©u khuÕch ®¹i xung vµ biÕn ¸p xung.
Kh©u khuÕch ®¹i xung cã nhiÖm vô t¨ng c«ng xuÊt do kh©u t¹o d¹ng xung h×nh thµnh ®ñ m¹ch ®Ó më van lùc.
KhÕch ®¹i xung ghÐp b»ng biÕn ¸p xung la ph¬ng ph¸p rÊt th«ng dông v× rÔ dµng c¸ch ly m¹ch ®iÒu khiÓn vµ m¹ch ®éng lùc.
a- S¬ ®å nguyªn lý m¹ch:
b- Nguyªn lý lµm viÖc:
Xung sÏ ph¸t khi T1, T2 còng më ë ®iÓm t¬ng ng gãc a.
TÝn hiÖu vµo lµ tÝn hiÖu logic:
Khi Uv="1" th× T1 dÉn - T2 dÉn.
Khi Uv="0" th× T1 kho¸ - T2 kho¸.
Do biÕn ¸p xung cã tÝnh vi ph©n nªn ®iÖn trë R2 dïng ®Ó tiªu t¸n n¨ng lîng tÝch luü ë c¸c cuén d©y trong giai ®o¹n T1 vµ T2 kho¸. NÕu kh«ng cã R2 th× biªn ®é cña c¸c xung sÏ bÞ gi¶m ®i ®¸ng kÓ do ®iÓm lµm viÖc cña lâi thÐp biÕn ¸p xung ®· bÞ ®Èy lªn phÝa b·o hoµ.
Tô C2 dïng ®Ó gi÷ ®iÖn ¸p ban ®Çu trªn biÕn ¸p xung b»ng +E (Do R2 m¾c nèi tiÕp víi cuén s¬ cÊp biÕn ¸p xung nªn khi dÉn nã sÏ lµm gi¶m ¸p ®Æt vµo biÕn ¸p xung).
II. 5. Kh©u t¹o ®iÖn ¸p tùa:
HiÖn nay sö dông chñ yÕu 2 d¹ng biÕn ¸p tùa lµ d¹ng h×nh sim vµ d¹ng r¨ng ca. §a sè c¸c ®iÖn ¸p tùa trong m¹ch ®iÒu khiÓn chØnh lu, §AXC hiÖn thêi ®Òu dïng d¹ng r¨ng ca. V× nã kh¾c phôc ®îc nhîc ®iÓmcña d¹ng h×nh sin: Ýt bÞ ¶nh hëng cña ®iÖn ¸pvµ tÇn sè nguån xoay chiÒu.
Tuy nhiªn nhîc ®iÓm ®ã cña nã kh«ng ®¹t ®îc quan hÖ tuyÕn tÝnh trong ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn vµ ®iÖn ¸p cña bé §AXC.
II.6. Kh©u so s¸nh.
Kh©u nµy cã chøc n¨ng so s¸nh ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn víi ®iÖn ¸p tùa ( d¹ng r¨ng ca) ®Ó ®Þnh thêi ®iÓm phat xung ®iÒu khiÓn, th«ng thêng ®ã lµ thõi ®iÓm khi 2 ®iÖn ¸pnµy b»ng nhau. Nãi c¸ch kh¸c ®©y lµ kh©u x¸c ®Þnh gãc ®iÒu khiÓn a.
Kh©u so s¸nh cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸c phÇn tö nh sau: KhuÕch ®¹i tõ, trandisto hay khuÕch ®¹i thuËt to¸n OA,. Sö dông nhiÒu nhÊt hiÖn nay lµ c¸c OA v× cho phÐp ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c co, nhÊt lµ khi dïng OA chuyªn dông - comparator, cã gi¸ thµnh h¹, kh«ng cÇn chØnh ®Þnh phøc t¹p.
So s¸nh dïng khuÕch ®¹i thuËt to¸n:
khuÕch ®¹i thuËt to¸n (OA) lµ phÇn tö so s¸nh lý tëng v× nh÷ng lý do sau:
Tæng trë vµo cña OA rÊt lín nªn kh«ng g©y ¶nh hëng ®Õn c¸c ®iÖn ¸p ®a vµo so s¸nh, nã cã thÓ t¸ch biÖt hoµn toµn chóng ®Ó kh«ng t¸c®éng sang nhau.
TÇng vµo cña OA còng thêng lµ lo¹i kuÕch ®¹i vi sai, mÆt kh¸c sè tÇng nhiÒu nªn hÖ sè khuÕch ®¹i rÊt lín ( cã thÓ nªn ®Õn 1 triÖu). V× thÕ ®é chÝnh x¸c so s¸nh rÊt cao, ®é trÔ kh«ng qu¸ vµi mS.
Sêng xung dèc ®øng nªn, so víi tÇn sè 50HF.
So s¸nh kiÓu 2 cöa
Ura = K0(U+ - U-) = K0(Ut – U®k).
NÕu U®k > Ut ®iÖn ¸p ra lµ ©m b·o hoµ
Khi U®k < Ut ®iÖn ¸p ra lµ d¬ng b·o hoµ
Cã 2 ®iÓm cÇn lu ý khi dïng so s¸nh cöa.
C¸c ®iÖn ¸p ®a vµo so s¸nh ph¶i cïng dÊu (cïng d¬ng hoÆc cïng ©m)
Th× míi cã hiÖn tîng thay ®æi tr¹ng th¸i ®Çu ra.
§é chªnh lÑch tèi ®a gi÷a 2 cöa trong khi lµm viÖc kh«ng ®îc vît giíi h¹n cho phÐp cña lo¹i OA ®· chän.
R8, R9.
II - 7. Nguån cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn.
Chän nguån cung cÊp cho m¹ch ®iÒu khiÓn lµ nguån mét chiÒu æn ¸p cã gi¸ trÞ thao cÊp.
V× m¹ch æn ¸p yªu cÇu ®iÖn ¸p vµo ph¶i lµ ®iÖn ¸p mét chiÒu ®· ®îc läc s¬ bé, nªn kh«ng thÓ dïng nguån cho K§X cÊp chung, cho m¹ch æn ¸p tiÖn dông cho m¹ch æn ¸p lo¹i nµy ta sö dông IC æn ¸p chuyªn dông cã seri 7812. Dßng t¶i cho phÐp lo¹i nµy lµ 1,5 A( ph¶i cã t¶n nhiÖt).
S¬ ®å m¹ch æn ¸p dïng IC 7812.
II- 8. Chän biÕn ¸p cho nguån ®iÒu khiÓn.
Nguån ®iÒu khiÓn thêng cã c«ng suÊt kh«ng qu¸ 1KVA, nªn biÕn ¸p cÊp nguån cho nã lµ lo¹i c«ng su©t nhá. V× vËy môc ®Ých cña viÖc tÝnh to¸n biÕn ¸p ®iu khiÓn lµ dùa vµo c«ng suÊt cña biÕn ¸p cÇn thiÕt chän ra lo¹i lâi thÐp chuÈn ho¸ råi tÝnh to¸n c¸c cuén d©y sao cho ®¶m b¶o ®iÖn ¸p ra¶tªn c¸c cuén dµy thø cÊp ®ñ ®iÖn ¸p khi mang t¶i vµ kh«ng ph¸t nèng qu¸ møc.
Ch¬ng IV
tÝnh to¸n vµ chän c¸c thiÕt bÞ cña m¹ch ®iÒu khiÓn.
I. TÝnh chän c¸c phÇn tö kh©u t¹o ®iÖn ¸p tùa d¹ng r¨ng ca.
Chän nguån cung cÊp Ecc=12V : §iÖn ¸p ®ång pha U®p = 10V, tÇn sè 50 HF
Chän OA lo¹i TL082 chøa hai OA trong 1 vá IC.
§iÖn ¸p ®ång pha cã biªn ®é lµ:
Chä R0=10 KW.
R1=15KW.
Chän ®iot æn ¸p lo¹i KC 191A, ®iÖn ¸p æn ¸p U=9,1V. VËy biªn ®é ®iÖn ¸p r¨ng ca lµ Urcmax=9,1V.
Chän tô ®iÖn C1=0,22mF
Tæng ®iÖn trë (P1+R4) = 20 KW chän P1=12KW, R5=8KW.
TÝnh R3: víi
TÝnh chän R2: R2=(0,1¸ 0,25)R3
VËy chän R2 : R2=0,2 R3=60.0,2=12KW.
B»ng c¸ch ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p ngìng bëi P1 ta thÊy thay ®æi ®îc quan hÖ gi÷a thêi gian t¹o r¨ng ca vµ thêi gian phôc håi vµ theo yªu cÇu.
II. Chän c¸c phÇn tö kh©u so s¸nh
U
-
+
OA
3
-E
R5
+E
ss
cc
cc
U®k
Ut
R5
§Ó gi¶m ¶nh hëng cña 2 ®iÖn ¸p so s¸nh t¸c ®éng sang nhau cÇn chän gi¸ trÞ cña R6 lín hµng chôc KW
VËy chän R6 = 15 KW
III. TÝnh chän c¸c phÇn tö kh©u khuÕch ®¹i xung .
R11
+E
C3
T1
T2
R13
D6
Uv
D
BAX
R14
D7
K1
A1
R12
Chän biÕn ¸p xung cã tû sè c¸c cuén d©y = 2 , vËy tham sè biÕn ¸p vµ dßng ®iÖn cuén s¬ cÊp lµ U1 = U.K = 5. 2 = 10V
I1 = Ig/K = 0,2/2 = 0,1A
Nguån c«ng suÊt ph¶i cã trÞ sè lín h¬n U1 ®Ó bï sôt ¸p trªn ®iÖn trë . V× vËy chän Ecs = 12
Tõ gi¸ trÞ ECS vµ I1 chän bãng T1 lo¹i ZTX 550 cã tham sè UCC = 45 V; ICmax = 1A; bmin = 100.
VËy ta cã: Chän R13 = 15W
C«ng suÊt ®iÖn trë nµy thêng kho¶ng (2 ¸ 4) W do dßng qua nã lín vµ kh¸ thêng xuyªn, lín nhÊt khi gãc ®iÒu khiÓn nhá nhÊt. Do ®ã cÇn ph¶i cã t¶n nhiÖt.
KiÓm tra ®é sôt ¸p trªn ®iÖn trë nµy kho bãng dÉn dßng:
UR13 = I1 . R13 = 0,1 . 15 = 1,5 (V)
U1 = ECS – UR13 = 12 – 15 = 10,5 (V) vµ ®¹t yªu cÇu.
Tuy nhiªn ®Ó t¨ng m¹nh xung kÝch cho van, dïng thªm tô t¨ng cêng ¸p C3, ®îc tÝnh nh sau:
Víi tÇn sè xung chïm fXC = 10 KHz t¬ng øng chu kú 1 xung lµ:
TXC =
Cho r»ng, xung ®èi xøng th× kho¶ng nghØ b»ng kho¶ng cã xung, cã nghÜa kho¶ng c¸ch gi÷a hai xung lµ: ta = 0,5 . TXC = 50 mS
VËy ta cã:
Chän C3 = 1 mS
Bãng T2 chän lo¹i BC 107 cã UCe = 45 V; ICmax = 0,1A; bmin = 110. VËy ®iÖn trë ®Çu vµo cã trÞ sè lµ:
R11 £
Chän R11 = 20 KW
b.TÝnh chän biÕn ¸p xung:
Do chÕ ®é lµm viÖc cña B· lµ tõ ho¸ 1 phÇn nªn ta chän:
DB = 0,2T; DH = 30A/m
Do tn = tx nªn coi r»ng trÞ sè dßng hiÖu chung cuén thø cÊp b»ng mét nöa dßng ®iÒu khiÓn I2 = 0,5Ig. VËy ta cã kÝch thíc tæng cña biÕn ¸p xung:
= 0,8 . 10-6m3 = 0,8 cm3
Tra b¶ng cho trêng hîp tõ ho¸ 1 phÇn chän lo¹i h×nh trô ký hiÖu 1811 (®êng kÝnh ngoµi 18m, ®êng kÝch trong 11mm cã tiÕt diÖn lâi t¬ng øng b»ng 0,443cm2).
VËy sè vßng d©y cuén s¬ cÊp:
vßng
LÊy W1= 60 vßng; suy ra W2 = vßng
IV. TÝnh chän c¸c phÇn tö kh©u t¹o dao ®éng.
Chu kú dao ®éng: T = 2R7 . C2 . Cn (1 + 2R8/R9)
Chän 0A4 lo¹i: LF351 (cã tham sè vÒ tèc ®é t¨ng ¸p lín ) ®Ó cã sên xung dèc ®øng;
Tæng trë bé phËn ¸p (R8 + R9 chän xÊp xØ 20KW
§Ó gi¶m chªnh lÖch gi÷a hai cöa vµo 0A ta chän R8 = 12 KW vµ R9 = 8KW.
Chän tô C2 cì 10nF (víi tÇn sè dao ®éng 8 – 12 KHz
Lóc nµy ®iÖn trë R7 ®îc tÝnh:
U
®b
U
A
U
B
U
C
U
D
U
N
U
GKT1,T4
U
ng
U
t
U
®k
Gi¶n ®å ®iÒu chÕ xung
Nguyªn lý ho¹t ®éng m¹ch ®iÒu khiÓn
Trªn s¬ ®å nguyªn lý thÓ hiÖn hÖ thèng ®iÒu khiÓn bao gåm 3 kªnh, mçi kªnh sÏ chÞu tr¸ch nhiÖm ®iÒu khiÓn 2 tirito. DiÖn ¸p ®ång pha lÊy tõ thø cÊp m¸y biÕn ¸p qua chØnh lu lÊy ra t¹i A ®iÖn ¸p mét cùc tÝnh ®a ®Õn ®Çu vµo cña khuyÕch ®¹i thuËt to¸n 0A1. K§TT0A1 lµm nhiÖm vô so s¸nh ®iÖn ¸p nµy víi ®iÖn ¸p ngìng ®Æt vµo cöa (t cña 0A1, ®Çu ra sÏ cã d¹ng xung ch÷ nhËt kh«ng ®èi xøng (phÇn xung ©m lín h¬n phÇn xung d¬ng. §iÖn ¸p d¹ng xông nµy ®îc ®a qua ®ièt D3 c¾t bá phÇn d¬ng vµ chØ cho phÇn xung ©m®i qua. §©y lµ tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn cho m¹ch t¹o xung r¨ng cöa trªn K§TT 0A2, m¹ch t¹o r¨ng cöa trªn 0A2 lµm viÖc theo nguyªn lý phãng n¹p cña tô ®iÖn C1.
Khi ®iÖn ¸p ®Çu ra cña 0A1, UB < 0 ®ièt D3 dÉn ®Æc ®iÓm cña 0A lµ ®iÖn thÕ gi÷a hai cöa (+ vµ (- ) b»ng nhau, ta cã ®iÖn thÕ ®iÓm (- ) cña 0A2 b»ng 0V do ®iÓm (+) nèi víi 0V Lóc ®ã ®iÖn ¸p trªn tô C1 b»ng dßng ®iÖn ®Çu ra cña 0A2 vµ tô C1 ®îc n¹p ®iÖn. Khi ®iÖn ¸p trªn C1 ®¹t trÞ sè ngìng cña ®ièt æn ¸p DZ th× nã th«ng vµ gi÷ ®iÖn ¸p ra ë trÞ sè nµy.
Khi UB > 0 ®ièt D3 kho¸ nªn dßng qua R2 b»ng kh«ng. Lóc nµy dßng qua tô C1 b»ng dßng qua ®iÖn trë R3 vµ ngîc chiÒu dßng ®iÖn khi UB < 0, nghÜa lµ tô C1 phãng ®iÖn. DO ®ã ®iÖn ¸p trªn tô C còng nh ®iÖn ¸p ra cña 0a2 gi¶m xuèng tuyÕn tÝnh. Khi ®iÖn ¸p gi¶m ®Õn 0 råi ©m xuèng th× ®ièt Dz dÉn theo chiÒu thuËn nh c¸c ®ièt thêng gi÷ cho ®iÖn ¸p nhËn ®îc ë ®Çu ra cña 0A2 trong mçi nöa chu kú líi ®iÖn cã d¹ng r¨ng ca tuyÕn tÝnh.
§iÖn ¸p tùa d¹ng r¨ng cöa nµy ®îc ®a tíi kh©u so sn¸h dïng K§TT0A3 so s¸nh víi ®iÖn ¸p ®iÒu khiÓn U®k x¸c ®Þnh gãc ®iÒu khiÓn a.
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn tõ ®Çu ra cña 0A3 ®îc c¾t bá phÇn ©m nhê m¹ch cã ®iÖn trë h¹n chÕ vµ ®ièt D4 ®îc ®a ®Õn m¹ch logic AND vµ ®îc b¨m nhá víi xung tÇn sè cao t¹o nªn bëi m¹ch t¹o dao ®éng OA4. Xung chïm ®îc ®a ®Õn m¹ch khuyÕch ®¹i xung dïng trandssito T1, T2 vµ biÕn ¸p xung t¹o nªn tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ®a ®Õn cña ®iÒu khiÓn cña Trristo.
KÕt luËn
Sau mét htêi gian lµm ®Ò ¸n, ®îc sù gióp ®ì tËn t×nh cña c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa tù ®éng ho¸, ®Æc biÖt lµ thÇy gi¸o Ph¹m Quèc H¶i vµ sù næ lùc cña b¶n th©n, chóng em ®· hoµn thµnh ®å ¸n ®óng thêi h¹n víi néi dung ®· thùc hiÖn.
- Tr×nh bÇy ph¬ng ¸n lùa chän m¹ch ®éng lùc.
- TÝnh to¸n, thiÕt kÕ m¹ch ®éng lùc.
- TÝnh to¸n, thiÕt kÕ m¹ch ®iÒu khiÓn.
Tuy nhiªn do thêi gian cßn h¹n chÕ vµ tr×nh ®é hiÓu biÕt cßn h¹n chÕ nªn b¶n ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt, em rÊt mong nhËn ®wocj sù gãp ý cña thÇy c« cïng toµn thÓ c¸c b¹n.
Tµi liÖu tham kh¶o
Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng – NguyÔn Do·n Phíc.
Lý thuyÕt ®iÒu khiÓn tù ®éng – Ph¹m C«ng Ng«.
Kü thuËt ®iÖn trë - §ç Xu©n Thô – NguyÔn ViÕt Nguyªn.
Gi¸o tr×nh §iÖn tö c«ng suÊt – TrÇn Träng Xinh.
Tµi liÖu híng dÉn lµm ®å ¸n ®iÖn tö c«ng suÊt – Ph¹m Quèc H¶i.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- DA thiet ke dieu khien nhie t do lo dien tro 3 pha.DOC