ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT XOAY CHIỀU

Chia sẻ: Dinh Quang Hieu Hieu | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:30

0
77
lượt xem
21
download

ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT XOAY CHIỀU

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khi cung cấp dòng cực cổng đủ lớn, TRIAC sẽ dẫn điện (ON). Với tải R, dòng qua tải cùng dạng với áp. Khi áp nguồn qua zero ở cuối bán kỳ, TRIAC sẽ tắt nếu dòng qua cực cổng G kh”ng còn. Trên hình 3.1.2.a, Khoảng TRIAC ON được t” đậm, khoảng kh”ng được t” tương ứng với TRIAC kh”ng dẫn điện (OF`) khi dòng cực cổng bị ngắt.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT XOAY CHIỀU

  1. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 Ch¬ng 3 §iÒU KHIÓN C¤NG SUÊT XOAY CHIÒU III.1 THYRISTOR Lµ PHÇN Tö §ãNG NG¾T M¹CH §IÖN AC: ThÝ nghiÖm: LËp m¹ch ®iÖn nh h×nh 3.1.1 Khi cung cÊp dßng cùc cæng ®ñ lín, TRIAC sÏ dÉn ®iÖn (ON). Víi t¶i R, dßng qua t¶i cïng d¹ng víi ¸p. Khi ¸p nguån qua zero ë cuèi b¸n kú, TRIAC sÏ t¾t nÕu dßng qua cùc cæng G kh”ng cßn. Trªn h×nh 3.1.2.a, Kho¶ng TRIAC ON ®îc t” ®Ëm, kho¶ng kh”ng ®îc t” t¬ng øng víi TRIAC kh”ng dÉn ®iÖn (OF`) khi dßng cùc cæng bÞ ng¾t. VËy TRIAC lµ phÇn tö cã thÓ ®ãng ng¾t ë ®iÖn AC, nã ON khi ®îc kÝch vµ OFF khi mÊt dßng cùc G. §Ó ý TRIAC kh”ng ng¾t khi mÊt dßng kÝch cho ®Õn khi dßng qua nã vÒ kh”ng (víi t¶i R lµ ë cuèi b¸n kú). §iÒu nµy còng sÏ kh”ng x¶y ra khi nguån lµ mét chiÒu, dßng qua thyristor kh”ng thÓ vÒ kh”ng. Khi thay TRIAC b”ng SCR, ta cã cïng kÕt qu¶ nhng SCR chØ dÉn ®iÖn b¸n kú. T1 T2 io T v R v §ieu khien H×nh 3.1.2: D¹ng ¸p ra ®iÒu khiÓn ON - OFF (a), H×nh 3.1.1: TRIAC lµm viÖc víi nguån AC t¶i cã ®ãng ng¾t lóc ¸p qua zero (b) R NhËn xÐt: - Thyristor cã thÓ ®ãng ng¾t m¹ch ®iÖn xoay chiÒu, nã ®ãng m¹ch khi ®îc ph©n cùc thuËn vµ cã dßng cùc cæng ®ñ lín, tù t¾t khi ¸p líi ®¶o chiÒu vµ ph¶i kÝch trë l¹i ë mçi nöa chu kú. Qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t thyristor lµm viÖc víi nguån h×nh sin cßn ®îc gäi lµ chuyÓn m¹ch líi ( line commutation ). - §iÒu khiÓn ON - OFF cßn gäi lµ ®iÒu khiÓn toµn chu kú(integral cycle control): Ng¾t ®iÖn (thyristor) cã hai tr¹ng th¸i: ON: Thyristor cã dßng cùc cæng ®ñ lín liªn tôc: ng¾t ®iÖn ®ãng m¹ch, ¸p trªn t¶i b”ng ¸p nguån. OFF: Thyristor kh”ng cã dßng cùc cæng: N§ tõ tr¹ng th¸i dÉn => khãa khi ¸p líi qua zero, vµ ¸p trªn t¶i => kh”ng. - §iÒu khiÓn ON-OFF cã thÓ ®iÒu khiÓn dßng n¨ng lîng cung cÊp nhng kh”ng thÓ thay ®æi ®iÖn ¸p cung cÊp cho t¶i.
  2. §Ó ®iÒu khiÓn ¸p ra, ta cã thÓ thay ®æi thêi ®iÓm (pha) kÝch SCR trong mçi chu kú kho¶ng dÉn ®iÖn cña SCR trong chu kúthay ®æi => ¸p ra ®îc thay ®æi nh h×nh 3.1.3. H×nh 3.1.3: ¸p ra ®iÒu khiÓn pha t¶i trë Trang 1 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  3. Học k× 2 năm học 2004-2005 Ph¬ng ph¸p nµy gäi lµ ®iÒu khiÓn pha, lµ mét néi dung rÊt quan träng cña§TCS, sÏ ® - îc kh¶o s¸t ë cuèi ch¬ng vµ cßn tiÕp tôc ë ch¬ng chØnh lu. III.2. C¸C S¥ §å M¹CH §éNG LùC: a. S¬ ®å mét pha: - Dïng TriAC, hai SCR // ngîc. - C¸c s¬ ®å SCR +Diod (h×nh III.2.1. a vµ b) D2 D1 xx x L1 L2 SCR2 SCR 1 SCR SCR 2 §iÒu 1 khiÓn T¶i §iÒu khiÓn (a) (b) H×nh 3.2.1: S¬ ®å §K c”ng suÊt xoay chiÒu. b. S¬ ®å ba pha: SCR A T1 T2 SCR 1A R SCR A TRIAC A SCR2 A DA SCR B Nguån T¶i R Nguån T¶i SCR 1B Nguån SCR B Nguån T¶i SCR2 B DB SCR C R SCR C T1 T2 SCR 1C TRIAC C SCR2 C DC (a) (b ) (c ) (d ) H×nh 3.2.2: §K c”ng suÊt xoay chiÒu, s¬ ®å ba pha. II.3 §IÒU KHIÓN ON - OFF: 1. Nguyªn lý ®iÒu khiÓn c”ng suÊt: thay ®æi tØ lÖ tON/ T (®é réng xung t¬ng ®èi) cña qu¸ tr×nh ®ãng ng¾t. Cã thÓ chøng minh dÓ dµng lµ c”ng suÊt trung b×nh cña t¶i: PO = PMAX. tON/T PMAX: C”ng suÊt nhËn ®îc khi nèi trùc tiÕp vµo líi. tON: Thêi gian thyristor ON. T: Chu kú ®ãng ng¾t 2. §ãng ng¾t lóc ¸p qua ®iÓm kh”ng (zero switching):
  4. a. Nguyªn lý: Thyristor chØ ®ãng m¹ch khi ¸p nguån qua zero. Khi ®ã, ¸p trªn t¶i chØ cã thÓ lµ sè nguyªn b¸n kú líi. Dßng qua t¶i t¨ng Trang 2 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều http://www.khvt.com
  5. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 lªn tõ zero ngay c¶ khi t¶i R. H×nh 3.3.1: s¬ ®å §K zero switching b. Lîi Ých cña zero switching: Tr¸nh ®îc kh¶ n¨ng ph¸t x¹ nhiÔu v” tuyÕn hay nhiÔu lan truyÒn trªn d©y nguån khi dßng t¶i bÞ t¨ng ®ét ngét lóc Thyristor b¾t ®Çu dÉn víi t¶i R. c. M¹ch ®iÒu khiÓn zero switching: Nguyªn lý cña zero switching lµ chØ kÝch thyristor khi ¸p nguån qua zero (h×nh 3.3.1). H×nh 3.3.2 ph¸t xung khi ¸p nguån qua zero nªn ®îc gäi lµ m¹ch kh¸m ph¸ zero (zero detector). Xung zero (ZD) nµy ph¶i qua cæng AND kiÓm so¸t b”ng tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn §K. (c) H×nh 3.3.2 : s¬ ®å kh¸m ph¸ ®iÓm kh”ng a vµ b, c lµ d¹ng ¸p ra h×nh b. M¹ch kh¸m ph¸ zero cßn ®ãng vai trß rÊt quan träng trong nh÷ng m¹ch ®iÒu khiÓn lµm viÖc víi líi ®iÖn xoay chiÒu. 3. øng dông §K ON - OFF: Nguyªn t¾c chung: Thyristor thay thÕ ng¾t ®iÖn c¬ khÝ ®Ó ®ãng ng¾t t¶i AC víi nhiÒu u ®iÓm, ®îc gäi lµ R¬ le, contactor b¸n dÉn SSR ( solid state relay ) R In 33 G §iÒu 0.1u Out khiÓn (a) SCR2 D2 In 33 Out
  6. SCR1 0.1u (b) D1 H×nh 3.3.4: §Æc tÝnh OPTRON TriAC Trang 3 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  7. Học k× 2 năm học 2004- 2005 H×nh 3.3.3: S¬ ®å r¬ le b¸n dÉn - S¬ ®å khèi tæng qu¸t (h×nh 3.3.3.a): Ngá vµo cña SSL nèi bé ®iÒu khiÓn TRIAC qua bé c¸ch ly Optron. Khi diod ph¸t quang cña Optron cã dßng, transistor ngá ra sÏ b¶o hßa, t¸c ®éng lªn m¹ch §iÒu khiÓn cung cÊp dßng kÝch cho TRIAC. - M¹ch ®iÖn ®k ON - OFF t¶i dïng SCR vµ tiÕp ®iÓm c¬ khÝ (relay) (h×nh 3.3.3.b) H×nh 3.3.5: S¬ ®å r¬ le b¸n dÉn dïng OPTRON TRIAC H×n 3.3.4 vµ 3.3.5 híng dÉn c¸ch sö dông Optron TRIAC ®Ó ®iÒu khiÓn ON-OFF . ¦u ®iÓm: SSR kh”ng t¹o ra tia löa ®iÖn khi ®ãng ng¾t, sè lÇn vµ tÇn sè ®ãng ng¾t cho phÐp rÊt cao, c”ng suÊt ®iÒu khiÓn rÊt bÐ - cã thÓ t¸c ®éng trùc tiÕp tõ m¹ch vi ®iÖn tö, cã thÓ tÝch hîp víi c¸c bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö kh¸c ®Ó ®îc nhiÒu tÝnh n¨ng míi. Nhîc ®iÓm: Lµ c¸c nhîc ®iÓm cña thiÕt bÞ ®iÖn tö: kh¶ n¨ng qu¸ t¶i kÐm, háng kh”ng phôc håi ®îc, nh¹y víi nhiÔu, nhiÖt … R¬ le, contactor b¸n dÉn thêng ®îc dïng thay thÕ r¬ le, contactor c¬ khÝ khi cÇn sè lÇn ®ãng ng¾t lín, m¹ch cÊp ®iÖn cho biÕn ¸p m¸y hµn ®iÖn trë (hµn tiÕp xóc), ®iÒu khiÓn lß ®iÖn hay t¸c ®éng nhanh (nh æn ¸p xoay chiÒu hay UPS) … III.4 §IÒU KHIÓN PHA ¸P XOAY CHIÒU: §iÒu khiÓn pha ( §KP ): lµ ph¬ng ph¸p thay ®æi ®iÖn ¸p ra trong hÖ thèng cã nguån h×nh sin b”ng c¸ch sö dông xung kÝch cæng c¸c thyristor cã cïng tÇn sè nh ng gãc lÖch pha thay ®æi so víi h×nh sin líi. Nh vËy thyristor dÉn mét phÇn chu kú líi, ®iÓm b¾t ®Çu dÉn cña thyristor sÏ thay ®æi theo gãc ®iÒu khiÓn, nhng thyristor chØ trë vÒ tr¹ng th¸i khãa khi dßng ®iÖn vÒ kh”ng.
  8. H×nh 3.4.1: S¬ ®å vµ d¹ng ¸p ra s¬ ®å ®iÒu khiÓn pha t¶i thuÇn trë. Th”ng sè c¨n b¶n cña §KP lµ gãc ®iÒu khiÓn pha (§KP)  − cßn gäi lµ gãc th”ng chËm Trang 4 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều http://www.khvt.com
  9. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 (angle of retard, delayed angle), ®îc tÝnh tõ vÞ trÝ t¬ng øng víi  = 0 gäi lµ gãc chuyÓn m¹ch tù nhiªn hay kh”ng cã ®iÒu khiÓn. Gãc chuyÓn m¹ch tù nhiªn nµy lµ ®iÓm thyristor b¾t ®Çu dÉn ®iÖn khi ta cung cÊp dßng cùc cæng liªn tôc vµ t¶i lµ thuÇn trë, t¬ng øng víi trêng hîp thay thÕ thyristor b”ng diode. Cã thÓ dÓ dµng thÊy lµ khi  = 0, ¸p ra sÏ cùc ®¹i. Th”ng sè kh¸c cña s¬ ®å ®iÒu khiÓn lµ bÒ réng xung kÝch thyristor ph¶i ®¶m b¶o ph¹m vi thay ®æi gãc §KP réng nhÊt, tõ gi¸ trÞ ¸p ra tèi thiÓu ( thêng b”ng 0 ) t¬ng øng  = MAX ®Õn tèi ®a  = 0 ( HT kh”ng ®iÒu khiÓn ). 2. Kh¶o s¸t s¬ ®å mét pha: a. T¶i ®iÖn trë: ( H×nh 3.4.1 ) Gäi ¸p nguån v  V 2 sin t < 3.4.1 > víi V ,  : trÞ sè hiÖu dông vµ tÇn sè gãc ¸p nguån T¹i wt = 0, ®ãng nguån. T kh”ng dÉn nªn dßng t¶i iO = 0 => ¸p ra vO = 0, ¸p trªn TRIAC vT = v - vO = v > 0. Thyristor ph©n cùc thuËn. T¹i wt =  , cã dßng kÝch iG vµ vT > 0 => T dÉn ®iÖn, ta cã: vT = 0, vO = v => iO = v/R cã d¹ng h×nh sin nh ®iÖn ¸p. T¹i wt =  , vO = 0, iO = 0 => T t¾t . Trong b¸n kú ©m, d¹ng ¸p dßng ®îc lËp lai, nhng víi gi¸ trÞ ngîc l¹i (h×nh 3.4.1.(b)). - TrÞ hiÖu dông ¸p trªn t¶i:  1 2  1  ( V 2 2 1 1 < 3.4.2> V OR  T v dt sin  V     2 sin 2  −  ∫ ∫ t ) d t  T     KiÓm tra l¹i: khi  = 0 , ¸p ra b”ng ¸p nguån VOR = V . V× dßng cã cïng d¹ng víi ¸p ( t¶i thuÇn trë ), trÞ hiÖu dông dßng qua t¶i: I OR  V OR V 1    1 sin 2 R  R   2   −  - C”ng suÊt: 2 2 P O T 1 v ⋅ i  1 v o dt  V  OR dt T   ∫ R ∫T o T R BiÓu thøc nµy vÉn gièng nh trêng hîp nguån h×nh sin v× do t¶i thuÇn trë, d¹ng dßng ¸p trªn t¶i vÉn gièng nhau. - Cã thÓ chøng minh dÔ dµng lµ HSCS cña m¹ch < 1 do dßng qua nguån kh”ng h×nh sin.
  10. Bµi tËp: T×m biÓu thøc tæng qu¸t cña HSCS khi ®iÒu khiÓn pha ¸p AC t¶i R. VÝ dô: T×m gãc §KP  ®Ó c”ng suÊt ra b”ng ½ c”ng suÊt cùc ®¹i ( khi ®ãng trùc tiÕp vµo nguån). Gi¶i: Gi¶i trùc tiÕp bµi to¸n ngîc suy tõ ph¬ng tr×nh kh”ng thùc hiÖn ®îc, tõ , ta cã 2 2 1 v o dt  1 ⋅ P MAX  1 v dt hay v 2 dt  1 2 dt P O T 2 T 2   ∫T o   ∫ ∫ ∫ v T R T R T  => Ta cÇn cã tÝch ph©n cña b×nh ph¬ng ¸p ra vO b”ng ½ tÝch ph©n cña b×nh ph¬ng ¸p nguån v , do tÝnh ®èi xøng cña h×nh sin, suy ra = 90 O . Cã thÓ kiÓm tra l¹i b”ng tÝnh to¸n theo Trang 5 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  11. Học k× 2 năm học 2004-2005 < 3.4.3 > vµ < 3.4.4 >, trêng hîp nµy ¸p ra vO cã trÞ hiÖu dông lµ V / 2. b. T¶i RL: Kh¶o s¸t t¬ng tù trêng hîp t¶i ®iÖn trë : T¹i wt = 0, ®ãng nguån. TRIAC T kh”ng dÉn nªn dßng t¶i iO = 0 => ¸p ra vO = 0, ¸p trªn T lµ vT = v - vO = v > 0. Thyristor ph©n cùc thuËn. H×nh 3.4.2 S¬ ®å vµ d¹ng ¸p ra s¬ ®å ®iÒu khiÓn pha t¶i c¶m kh¸ng. T¹i wt =  , cã dßng kÝch iG vµ vT > 0 => T dÉn ®iÖn, vT = di o v o  R ⋅ i o v  V 2 sin wt < 3.4.5 > 0,  L ⋅  dt víi ®iÒu kiÖn ban ®Çu iO = 0 khi wt =  Gi¶i ra :dßng t¶i cã d¹ng iO = iO1 + iO2 víi * iO1 lµ thµnh phÇn x¸c lËp, x¸c ®Þng tõ t¸c dông cña nguån h×nh sin v : io1 V 2 2 2 vµ − wL  Z sin( t − ) víi tæng trë t¶i pha 1 R Z  R  L gã   tg   c  o di * iO2 lµ thµnh phÇn qu¸ ®é, lµ nghiÖm cña pt kh”ng vÕ hai: 0  R ⋅ i o  L ⋅ dt −t i  Ae  víi thêi h”ng   L , H”ng sè tÝch ph©n A x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn ban ®Çu Ro2 V2 − 0  sin(  − )  Ae suy ra Z biÓu thøc dßng ®iÖn ngá ra iO nh sau ⎡ −( t −) ⎤ V 2 io  ⎢sin( t − ) −sin( −) ⋅ e ⋅ ⎥ Z ⎢ ⎥ < 3.4.6 >
  12. C¸c thµnh phÇn dßng ®iÖn iO ®îc vÏ trªn h×nh 2.13 cho mét b¸n kú. Khi wt =  +  dßng vÒ kh”ng: iO = 0 suy ra − sin(    − ) − sin(  − ) ⋅ e ⋅  0 < 3.4.7 > hay: H×nh 3.4.3 : C¸c thµnh phÇn cña dßng ®iÖn Trang 6 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều t¶i ( vÏ cho mét b¸n kú ) http://www.khvt.com
  13. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 − sin(    −  )  sin(  −  ) ⋅ e ⋅ < 3.4.7* > : bÒ réng xung dßng hay gãc dÉn cña Thyristor, lµ nghiÖm cña < 3.4.7*>. Ph¬ng tr×nh nµy chØ cã thÓ gi¶i b”ng ph¬ng ph¸p sè. NhËn xÐt lµ − nghi· lµ khi ¸p líi vÒ kh”ng, dßng cha vÒ kh”ng, thyristor sÏ dÉn ®iÖn ë mét phÇn b¸n kú ©m. HiÖn tîng nµy cã thÓ gi¶i thÝch b”ng t¸c dông cña tù c¶m L lu”n lu”n chèng l¹i sù thay ®æi cña dßng ®iÖn. Khi thyristor b¾t ®Çu dÉn, dßng qua m¹ch t¨ng lªn tõ gi¸ trÞ kh”ng. V× vL  di o vL 0 lµm L dt  0 sôt ¸p qua R bÐ h¬n ¸p nguån. Khi ¸p nguån v gi¶m, iO gi¶m vµ  t¨ng hiÖu thÕ qua R, cho phÐp dßng qua nã vÉn cßn khi ¸p nguåøn ®· ©m. Lv lµ phÇn diÖn tÝch g¹ch säc th¼ng ®øng trªn, vR lµ phÇn cã chÊm ë h×nh 3.4.3. Trong b¸n kú ©m, d¹ng ¸p dßng ®îc lËp lai, nhng víi gi¸ trÞ ngîc l¹i ( h×nh 3.4.3). TrÞ hiÖu dông ¸p ra:  2  V  1 ∫ v o dt  1 V 2 sin t ) 2 d t oR  ( T T ∫ < 3.4.8> 1 1  2 [sin  V   2  − sin 2 (    )]   BiÓu thøc tÝnh trÞ hiÖu dông dßng ra cã d¹ng rÊt phøc t¹p v× iO cã c¶ hµm sin vµ hµm mò, kh”ng tiÖn tÝnh to¸n b”ng gi¶i tÝch. Trong phô lôc ë cuèi ch¬ng, ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n gãc dÉn, c¸c ®Æc trng cña dßng ®iÖn trong bé biÕn ®æi ®iÒu khiÓn pha b”ng ®å thÞ ®îc tr×nh bµy. C¸c nhËn xÐt: * ¸p ra b”ng kh”ng khi  = MAX = 180 O. * Gãc  tèi thiÓu víi t¶i RL ( ph¹m vi ®iÒu chØnh gãc ®iÒu khiÓn pha t¶i RL ) b”ng . Khi  gi¶m, gãc dÉn  t¨ng. Khi  = 180 O , xung dßng b¸n kú d¬ng nèi liÒn xung dßng cña b¸n kú ©m ( dßng ®iÖn lµ liªn tôc ), ¸p ra vO ®¹t cùc ®¹i vµ b”ng ¸p vµo v, dßng ra h×nh sin t¬ng øng gãc ®iÒu khiÓn pha lµ cùc tiÓu ( ®Ó cßn cã thÓ ®iÒu khiÓn ) - gi¸ trÞ nµy b”ng . Cã thÓ thÕ vµo ®Ó kiÓm tra. Khi kÝch c¸c thyristor víi xung cã  víiù d¹ng thÝch hîp ( xung réng), ¸p ra kh”ng thay ®æi - hÖ thèng kh”ng cßn ®iÒu khiÓn ®îc khi  * Yªu cÇu kÝch xung réng: Khi ®iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu, xung kÝch c¸c thyristor cÇn lµ xung réng ®Ó ®¶m b¶o m¹ch lµm viÖc b×nh thêng khi  . §èi víi s¬ ®å mét pha, ng- êi ta thêng dïng xung cã bÒ réng ( − ) t¬ng øng xung b¾t ®Çu ë wt =  vµ chÊm døt ë wt =
  14. ë chu kú ®Çu. §Ó chøng tá sù cÇn thiÕt nµy, ta quan s¸t h×nh 2.14 m” t¶ qu¸ tr×nh qu¸ ®é bé §KP ¸p xoay chiÒu mét pha t¶i RL kÝch b”ng xung réng khi gãc §KP . Trang 7 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  15. Học k× 2 năm học 2004-2005 H×nh 3.4.4: Qu¸ tr×nh qu¸ ®é bé §KP ¸p xoay chiÒu mét pha. ë b¸n kú ®Çu tiªn, T1 sÏ dÉn ®iÖn ngay khi ®îc kÝch. Do  gãc dÉn  cña T1 lín h¬n  vµ ®Õn b¸n kú thø hai, khi T2 cã xung cùc cæng, T1 vÉn cßn dÉn, nªn T2 vÉn bÞ ®Æt ¸p ©m vµ T2 sÏ dÉn ®iÖn ngay khi dßng T1 vÒ kh”ng ( T1 t¾t ). Aùp ra vO vÉn b”ng ¸p nguån v lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cã thÓ cã. Nh vËy cã thÓ xem T2 ®îc kÝch víi gãc §KP lín h¬n gi¸ trÞ  cña m¹ch ®iÒu khiÓn cung cÊp nhng vÉn lín h¬n  vµ gãc dÉn  cña nã tiÕp tôc lín h¬n  . Mäi viÖc x¶y ra t¬ng tù ë c¸c b¸n kú sau. §Ó ý lµ dï c¸c gãc dÉn thay ®æi, chóng lu”n lín h¬n  vµ ¸p ra vO vÉn b”ng ¸p nguån v. Qu¸ tr×nh qu¸ ®é nµy sÏ chÊm døt khi dßng trë thµnh h×nh sin vµ lÖch pha víi ¸p gãc  .NÕu xung kÝch c¸c thyristor kh”ng kÐo dµi, T2 sÏ kh”ng thÓ dÉn ®iÖn khi T1 t¾t. ëû b¸n kú thø 3, T1 l¹i dÉn vµ ®Õn b¸n kú thø 4, T2 còng kh”ng thÓ lµm viÖc nh ta mong muèn. 3. S¬ ®å ba pha: Trong c”ng nghiÖp, ®Ó cung cÊp T1 T2 ®îc c”ng suÊt lín còng nh ®¶m b¶o sù T¶i TRIAC A c©n b”ng cña líi ®iÖn, ngêi ta dïng c¸c s¬ ®å ba pha. S¬ ®å h×nh 3.2.2.(b) dïng ba T1 T2 TRIAC cho t¶i trë hay ba cÆp SCR song Nguån T¶i song ngîc lµ c¸c s¬ ®å cho ra ¸p dßng c©n TRIAC B b”ng, dïng ®îc cho ®iÒu khiÓn pha t¶i ®iÖn xoay chiÒu. T1 T2 T¶i Trong mét sè trêng hîp ngêi ta TRIAC C cßn dïng c¸ch nèi ba m¹ch mét pha ®éc lËp nh h×nh 3.4.5 v× lý do ®¬n gi¶n. Lóc nµy H×nh 3.4.5 S¬ ®å ®iÒu khiÓn pha t¶i ba pha dïng ba mçi pha t¶i vµ thyristor ®iÒu khiÓn nèi vµo m¹ch mét pha ¸p d©y, c¸c pha kh”ng ¶nh hëng lÉn nhau, tÝnh to¸n nh m¹ch mét pha. Ho¹t ®éng cña m¹ch ba pha h×nh 3.2.2.(b) víi t¶i R hay RL hoµn toµn t¬ng tù nh s¬ ®å mét pha nhng viÖc kh¶o s¸t phøc t¹p h¬n v× c¸c pha cã mèi liªn quan víi nhau.
  16. Cã 2 trêng hîp (m” t¶ víi t¶i nèi Y): - ChØ cã hai nh¸nh SCR dÉn ®iÖn: ¸p pha cã dßng t¶i b”ng ½ ¸p d©y t¬ng øng, ¸p pha kh”ng cã dßng b”ng 0. - C¶ ba nh¸nh SCR dÉn ®iÖn: ¸p pha t¶i b”ng ¸p pha nguån. Trang 8 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều http://www.khvt.com
  17. Bài giảng tÜm tắt m¬n Điện tử c¬ng suất 1 H×nh 3.4.5b: D¹ng ¸p ra (¸p d©y) m¹ch ®iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu, s¬ ®å 3 pha h×nh 2.5b t¶i thuÇn trë. ViÖc SCR chØ ng¾t khi dßng qua nã b”ng kh”ng ®· lµm viÖc kh¶o s¸t gi¶i tÝch BB§ ba pha t¶i RL kh”ng thÓ thùc hiÖn ®îc, chØ cã thÓ m” pháng trªn m¸y tÝnh hay qua thÝ nghiÖm. Nh vËy, viÖc tÝnh to¸n còng dùa vµo c¸c ®å thÞ hay ch¬ng tr×nh m¸y tÝnh. KÕt qu¶ kh¶o s¸t còng hoµn toµn t¬ng tù: Khi t¨ng gãc ®iÒu khiÓn pha, ¸p ra gi¶m lÇn. Gãc dÉn cña c¸c thyristor còng phô thuéc vµo tÝnh chÊt cña t¶i. Cã thÓ chøng minh dÓ dµng lµ víi t¶i RL, khi  nhá h¬n  ta còng hÕt ®iÒu khiÓn ®îc ¸p ra v× lóc ®ã c¸c thyristor lu”n lu”n dÉn. ¸p ra b”ng ¸p líi. 4. øng dông ®iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu: a. §iÒu chØnh ®é s¸ng ®Ìn cã tim, æn ¸p xoay chiÒu dïng thyristor:: b. §iÒu chØnh ¸p ®Çu vµo cña biÕn ¸p dïng cho c¸c øng dông gi¶m hay t¨ng ¸p: LT G Trong c”ng nghiÖp cã nhiÒu øng dông sö dông 0.1u ¸p líi qua biÕn ¸p cã nhu cÇu thay ®æi ¸p ra, mét 220 chiÒu hay xoay chiÒu vÝ dô nh hµn hå quang (dïng VAC 2k2 víi t¶i xoay chiÒu hay mét chiÒu ), c¸c bé nguån cho 10k xi m¹, ®iÖn ph©n ( ¸p thÊp dßng lín ), c¸c bé nguån cho thiÕt bÞ läc tØnh ®iÖn ( ¸p cao dßng nhá ) … 47k 0.1u ViÖc sö dông bé ®iÒu khiÓn ¸p xoay chiÒu b¸n dÉn sÏ lµm t¨ng tÝnh kinh tÕ cho thiÕt kÕ. H×nh 2.16 Bé Light dimmer dïng TRIAC
  18. Trang 9 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều © Huỳnh Văn Kiểm
  19. Học k× 2 năm học 2004-2005 c. Trong ®iÒu khiÓn ®éng c¬ SCRs kh”ng ®ång bé: CT T1 T2 Cã hai øng dông quan träng: CB khëi ®éng ®éng c¬ vµ ®iÒu chØnh L¦íI tèc ®é. §C¬ K§B - §iÒu khiÓn tèc ®é ®éng c¬ kh”ng ®ång bé: Cã t¸c dông rÊt giíi BO h¹n. §IÒU KHIÓN - Khëi ®éng ®éng c¬ kh”ng ®ång bé: §©y lµ øng dông rÊt cã gi¸ H×nh 2.17: Bé khëi ®éng ®éng c¬ kh”ng ®ång bé dïng trÞ cña ®iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu. thyristor. CB: Ng¾t ®iÖn tù ®éng (¸ptomat), CT: biÕn dßng ®iÖn. Khi ®ãng trùc tiÕp vµo líi ®iÖn, dßng khëi ®éng ®éng c¬ kh”ng ®ång bé rÊt lín, tõ 5 ®Õn 7 lÇn dßng ®Þnh møc. §iÒu nµy g©y ¶nh hëng ®Õn c¸c thiÕt bÞ dïng ®iÖn kh¸c, nhÊt lµ khi c”ng suÊt líi bÞ giíi h¹n hay ë cuèi ®êng d©y cã sôt ¸p lín. ViÖc dïng bé ®iÒu khiÓn ¸p xoay chiÒu dïng SCR t¨ng dÇn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ sÏ lµm gi¶m dßng khëi ®éng xuèng cßn tõ 1.5 dÕn 3 lÇn dßng ®Þnh møc, phô thuéc vµo chÕ ®é t¶i. Cã thÓ ph¶n håi dßng ®iÖn qua ®éng c¬ vÒ bé ®iÒu khiÓn ®Ó kiÓm so¸t chÝnh x¸c dßng khëi ®éng, gãc kÝch c¸c thyristor chØ ®îc phÐp gi¶m (lµm t¨ng ¸p ra) khi dßng qua ®éng c¬ bÐ h¬n gi¸ trÞ cho phÐp. Khi ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ ®¹t gi¸ trÞ ®Þnh møc, cã thÓ dïng c”ng t¾c t¬ c¬ khÝ ®Ó ng¾n m¹ch, lo¹i bá bé khëi ®éng nÕu muèn. Mét kh¶ n¨ng kh¸c cña thiÕt bÞ nµy lµ ta cã thÓ t¨ng dÇn ¸p ®Æt vµo ®éng c¬ víi ®é dèc thay ®æi vµ tèc ®é ®éng c¬ còng t¨ng dÇn theo ¸p,vµ ®©y chÝnh lµ lý do ph ¬ng ph¸p nµy cã tªn th¬ng m¹i lµ soft start. Nhê ®ã cã thÓ thay ®æi thêi gian khëi ®éng, tõ 1 gi©y ®Õn 10 gi©y hay h¬n ë mét sè trêng hîp ®Æc biÖt. Nh vËy gia tèc khi khëi ®éng ®îc kiÓm so¸t, ®©y lµ yªu cÇu ®Ó khëi ®éng c¸c truyÒn ®éng cung cÊp c¬ n¨ng cho mét sè d¹ng t¶i, vÝ dô c¸c m¸y mãc liªn quan ®Õn cuèn hay kÐo c¸c s¶n phÈm d¹ng b¨ng − rÊt hay gÆp trong c”ng nghiÖp dÖt, giÊy, in, … hay trong c”ng nghiÖp nÆng víi c¸c m¸y mãc cã qu¸n tÝnh lín. III.5 TãM T¾T C¸C ý CHÝNH: Sau khi häc ch¬ng ba, ta cÇn n¾m ®îc c¸ch sö dông thyristor (SCR vµ TRIAC) ®Ó ®iÒu khiÓn c¸c t¶i AC dïng ®iÖn líi, bao gåm: - §ãng ng¾t m¹ch ®iÖn thay c¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ quen thuéc. C¸c r¬le contactor b¸n dÉn më ra nh÷ng kh¶ n¨ng míi, trong ®ã kh¶ n¨ng ®ãng ng¾t khi ¸p qua zero rÊt ®¸ng chó ý. - §iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu. B”ng c¸ch thay ®æi (lµm chËm) pha cña xung kÝch c¸c thyristor, ¸p ra cña bé biÕn ®æi ®îc ®iÒu khiÓn (gi¶m). C¸c ®Æc ®iÓm cÇn chó ý la:ø ¸p ra sÏ thay ®æi theo ®Æc tÝnh cña t¶i do thyristor chØ tù t¾t khi dßng gi¶m vÒ kh”ng; ¸p ra
  20. kh”ng h×nh sin dÉn ®Õn viÖc tÝnh to¸n dßng ¸p ngá ra rÊt phøc t¹p. Dï ®iÒu khiÓn pha ¸p xoay chiÒu cã mét sè øng dông ®¸ng chó ý, viÖc kh¶o s¸t trong ch¬ng ba chØ nh”m môc ®Ých lµm quen, dÉn nhËp vµo chØnh lu ®iÒu khiÓn pha (ch¬ng ba) lµ mét träng t©m cña gi¸o tr×nh. BµI TËP & C¢U HáI : 1. Nguyªn t¾c ®iÒu réng xung ®Ó ®iÒu khiÓn c”ng suÊt lß ®iÖn. Chu kú ®iÒu réng cã thÓ chän lµ bao nhiªu khi sö dông phÇn tö ®ãng ng¾t lµ TRIAC hay contactor b¸n dÉn. Trang 10 / Chương 3_ĐK áp xoay chiều http://www.khvt.com

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản