LUẬN VĂN: THIẾT KẾ MÔ HÌNH MẠCH KÍCH THYRISTOR TRONG THIẾT BỊ CHỈNH LƯU

Lượt xem: 102,501Lượt tải: 6Số trang: 59

Mô tả tài liệu

Tham khảo luận văn - đề án 'luận văn: thiết kế mô hình mạch kích thyristor trong thiết bị chỉnh lưu', luận văn - báo cáo, điện - điện tử - viễn thông phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Tóm tắt nội dung

Có thể mô phỏng một Thyristor bằng hai transistor Q1, Q2 như H.I.1d. Gọi 1, 2 là hệ số truyền điện tích của Q1và Q2. Khi đặt điện áp U lên I0 : Là dòng điện rò qua J2 Từ biểu thức (1) ta thấy rằng dòng điện chảy qua Thyristor phụ thuộc Theo sơ đồ tương đương của SCR H.I.1d ta có thể giải thích như sau: người ta thường cho một dòng điều khiển Iđk chảy vào cực cổng của u: Điện áp rơi trên Thyristor 2 ) < 1, có dòng rò qua Thyristor I  Io, việc tăng giá trị U ít có ảnh hưởng Khi U tăng đến giá trị Uch (điện áp chuyển mạch) thì bắt dầu quá trình tăng trưởng nhanh chóng của dòng điện,Thyristor chuyển sang dòng điện ứng với một lượng giảm lớn của điện áp. mặt tiếp giáp J1, J2, J3 điều đã chuyển dịch thuận, một giá trị điện áp nhỏ có thể tạo ra một dòng điện lớn. điện trở mạch ngoài, điện áp rơi trên Thyristor rất nhỏ. - Đoạn (IV) ứng với trạng thái của Thyristor khi ta đặt một điện áp Dòng điện Ing có giá trị rất nhỏ Ing  Io. Khi tăng Ung đến giá trị Uđt (điện áp đánh thủng) thì J1 bị chọc thủng và Thyristor bị phá hỏng. tránh hư hỏng cho Thyristor ta không nên đặt điện áp ngược có giá trị gần Nếu cho những giá trị khác nhau của dòng điều khiển Iđk thì sẽ nhận đường đặc tính Volt-Ampere sẽ bị rút ngắn lại và điện áp Uch cũng nhỏ đi nếu Khi dòng điều khiển tương đối lớn Iđk3 (H.I.4) thì đường thể nói với giá trị của Iđk như thế (1 + 2) và mặt tiếp giáp J2 chuyển dịch Là giá trị điện áp lớn nhất có thể đặt lên Thyristor theo chiều thuận mà Là điện áp lớn nhất có thể dặt lên Thyristor theo chiều ngược mà Dưới tác động của điện áp này, dòng điện ngược Khi điện áp ngược đặt lên Thyristor lưu ý phải là giá trị điện áp cho phép đặc lên trên Thyristor theo chiều thuận và 4. Điện áp rơi trên Thyristor: Là giá trị điện áp trên Thyristor khi Thyristor đang ở trạng thái mở. Ở giá trị điện áp này, không cần có Iđk, Thyristor cũng chuyển sang trạng Là dòng điện có giá trị trung bình lớn nhất được phép chảy qua 7. Điện áp và dòng điện điều khiển (Uđkmin, Iđkmin): Là giá trị nhỏ nhất của điện áp điều khiển đặt vào G - K và dòng điện điện áp thuận trên Anod mà Thyristor không chuyển sang trạng thái mở. Là giá trị lớn nhất của tốc độ tăng áp trên Anod mà Thyristor không là iá trị lớn nhất của tốc độ tăng dòng trong quá trình mở Thyristor. Sự tăng dòng này làm cho hệ số truyền điện tích 1, 2 tăng và Thyristor được mở. Nếu phân cực Thyristor bằng một điện thế lớn hơn điện áp đánh thủng Nếu tốc độ tăng điện áp thuận đặt lên Anod và Catot thì dòng điện tích của tụ điện tiếp giáp có khả năng mở Thyristor. Khi Thyristor đã phân cực thuận ta đưa dòng điều khiển dương đặt vào - Đặt điện áp ngược lên Thyristor. Khi đặt điện áp ngược lên Thyristor (H.I.7a ) tiếp giáp J1, J3 chuyển dịch Anod tạo nên dòng điện ngược chạy qua tải, giai đoạn này từ to -t1 ( H.I.7b ). điện tích tiếp tục chảy qua, dòng ngược bắt đầu giảm xuống, từ t1 - t2 gọi là một Diod D1 để tránh cho mạch khỏi sự cố do sức điện động cảm ứng gây ra. Khi đóng hoặc cắt mạch Thyristor dùng trong mạch này có thể chịu được dòng điện Anod đến 2A và có thể được đóng (thông mạch) bởi dòng điện điều Dòng điện điều khiển được cấp qua điện trở Điện trở R2 được nối giữa cực khiển và Catot dùng để Khi nhấn S1 thì mạch sẽ đóng điện, một khi Thyristor đã mở thì dù cho đang ở trang thái mở, tụ C1 được nạp từ nguồn qua điện trở R3. lại, bản cực dương của tụ nối mass và áp trên tụ làm cho Anod của T trở thành khi dòng tải đã được ngắt, thì tụ sẽ được nạp ngược thông qua tải, do đó cần mở T2 trong khoảng thời gian rất ngắn nhờ một xung điện điều khiển rất nhỏ chảy qua nút ấn S2 vì dòng Anod của nó được cấp qua R3 có giá trị nhỏ hơn H.I.12 giới thiệu một sơ đồ Thyristor nối theo mạch dao động dùng để Khi ấn S2, mạch sẽ chuyển trạng thái, T2 mở do tác dụng của cực điều Khi tụ được nạp đầy, trạng thái của mạch có nguồn, một dòng điện sẽ chảy qua cuộn dây phần ứng bố trí trong mạch có hai tiếp điểm, dòng điện đó cảm ứng ra từ trường trong cuộn dây nên làm cho Khi tiếp điểm mở dòng điện bị ngắt và từ trường cũng bị Kết quả là các tiếp điểm lại đóng lại dòng điện chảy qua cuộn dây, Do tải có điện cảm nên khi sử dụng với mạch Khi cần thiết ta có thể lắp sơ đồ trên theo kiểu mạch duy trì bằng cách nối song song với dụng cụ cảnh báo một điện trở R3 = 470 ( H.I.13b ). Thyristor không bị triệt tiêu, mà chỉ giảm đến một giá trị qui định bởi điện trở R3 và sức điện động của nguồn. không khi tín hiệu báo động chuyển vào khoảng khe hở dòng điện giữa hai Mạch tín hiệu báo động H.I.13 được dùng nhiều trong các dụng cụ có Bộ nguồn phải đảm bảo cấp đủ một điện áp trên 1.5V so với điện áp cần thiết để dụng cụ cảnh báo hoạt động bình thường. Phần điện áp dùng để bù vào điện áp bão hoà của Thyristor khi đã thông. H.I.14 trình bày một mạch điện tương đương như dùng khoá đóng cắt theo nửa chu kỳ để điều khiển bóng đèn 100W nối vơi nguồn điện xoay chiều Khi khoá S1 mở cực điều khiển của Thyristor T ngắt và đèn T đang ngắt, do đó toàn bộ điện áp đặt lên cực điều khiển qua đèn, Diod D1 & R1, khi điện áp đủ để mồi thông T thì đèn sáng lên. Kể từ lúc T mở, điện áp Diod D1 trong mạch này có tác dụng ngăn không cho điện áp âm đặt lên Điện trở R1 có giá trị đủ nhỏ để cho phép mồi thông T vào đầu nữa chu kỳ dương, nhưng nó cũng phải có giá trị đủ lớn để hạn chế dòng điện đỉnh điểm có điện áp cực đại trên đường dây, cần chú ý rằng đỉnh nhọn của áp và dòng chỉ đặt lên điện trở R1 trong vài phần triệu giây để mồi thông T, nên Có nhiều cách dùng Thyristor để điều khiển cả hai nữa chu kỳ trong Trong H.I.15 và H.I.16 điện áp xoay chiều được biến đổi thành điện áp chỉnh lưu ( không lọc ) nhờ cầu bốn Diod D1, D2, D3, D4. có dòng điện chạy qua cầu và tải. nửa chu kỳ khi dòng Anod giảm xuống không, do đó sơ đồ này dùng để cấp Trong H.I.16 tải được nối ở phía xoay chiều của cầu, do đó mạch này bảo vệ, vì chính tải đã có tác dụng hạn chế dòng điện giá trị cho phép khi có khiển T1 được cấp điện trong các nữa chu kỳ dương thông qua diod D2, điện CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN DÙNG THYRISTOR Thyristor thường được dùng để điều khiển các thiết bị dùng điện một - Có dòng IG tác động vào cực điều khiển G của Thyristor  này là góc mở chậm (góc kích) của Thyristor. dương) đến thời điểm mở Thyristor (có tín hiệu điều khiển IG) Trong các mạch chỉnh lưu dùng Thyristor, các Thyristor được cung cấp Thyristor sẽ khoá lại khi dòng điện qua nó đi qua trị số không, hoặc nó bị phân cực ngịch một cách tự nhiên theo qui luật của nguồn điện xoay chiều và I. Các chế độ cung cấp điện cho một phụ tải qua mạch chỉnh lưu Để minh hoạ cho chế độ này ta xét mạch chỉnh lưu một pha một nửa chu kỳ, có sơ đồ nguyên lý (H.II.1a) và đồ thị điện áp (H.II.1b). Sơ đồ H.II.1a, Thyristorđược điều khiển bằng các xung dòng điện IG xuất hiện chậm sau điện áp U một góc  nào đó như H.II.1b Khi có tín hiệu IG,Thyristor sẽ mở, nên góc  được gọi là góc mở chậm Khi Thyristor áp trên hai đầu phụ tải là: biểu thức id ta có đường cong id giảm đến không và Thyristor tự động tắt. đó góc  gọi là góc tắt của Thyristor, Thyristor tiếp tục ngắt cho đến thời điểm xuất hiện xung IG tiếp theo ở chu kỳ sau của điện áp U. Như vậy trong mỗi chu kỳ của U dòng điện qua phụ tải id chỉ tồn tại trong khoảng từ  đến , còn từ  đến 2 dòng id = 0, tóm lại dòng qua phụ Ở chế độ này dòng điện qua phụ tải là một dòng điện liên tục (luôn luôn Để minh hoạ chế độ này ta xét mạch chỉnh lưu một pha hai Sơ đồ nguyên lý H.II.2a và đồ thị điện áp, dòng điện .II.2b như Trong sơ đồ H.II.2a các Thyristor T1 & T2 được điều khiển bằng các xung dòng điện IG1 và IG2, ở mỗi chu kỳ xung điều khiển IG1 được cho trên cực điều khiển của T1 chậm sau điện áp u1 một góc , còn IG2 được cho trên cực điều khiển T2 chậm sau IG1 một góc  như H.II.2b - Tại góc  có IG1 và U1 > 0 nên T1 mở và giá trị dòng điện tải trung - Tại góc  + , có iG2 và U2 > 0 nên T2 mở, khi T2 mở Uk = UA 2 Điện áp trên T1 lúc đó là UA1k = UA 1 - Uk = U1 - U2 < 0 nên điều kiện nào thì dòng id qua phụ tải là liên tục, ta thấy để id liên tục thì dòng Id ở góc  và  +  lớn hơn không. Như vậy điều kiện để chỉnh lưu một pha hai nửa chu kỳ làm việc ở chế độ cung cấp liên tục là góc mở chậm Thyristor  < . 1. Chỉnh lưu cầu một pha dùng Thyristor với phụ tải là thuần trở: 3a và đồ thị dòng áp H.II. a) Sự hoạt động của mạch và sự biến thiên điện áp và dòng điện Trong mạch H.II.3a dùng 4 Thyristor T1, T'1, T2, T2' các Thyristor được điều khiển bằng các xung dòng điện tương ứng IG1, IG1' IG2, IG2'. Mạch chỉnh lưu được cung cấp từ một nguồn điện xoay chiều qua máy biến áp với điện áp thứ cấp: U 2 =U2m sin t Các xung điều khiển IG1, IG1',IG2, IG2' có cùng chu kỳ với U2 nhưng xuất hiện không đồng thời với U2, các xung IG1, IG2 'xuất hiện sau U2 một góc là  Còn các xung IG2, IG1' xuất hiện sau U2 một góc  +  (H.II.3b). Do đó t =  (có IG1 và IG'2) các Thyristor T1 và T'2 mở. Lúc đó dòng điện đi từ điểm A qua T1 đến M qua phụ tải R đến N qua T'2 về Các Thyristor này mở cho đến lúc t = , tại t =  thì U 2 = 0. điện Thyristor cũng bằng không (ở mạch thuần trở dòng điện cùng pha điện áp) và Thyristor tắt một cách tự nhiên. Trong thời gian Thyristor này mở ( =<  =<  ) điện áp chỉnh lưu (điện áp ở hai đầu phụ tải) là: Dòng qua phụ tải và Thyristor Còn điện áp trên T1 là uT1 = 0 Sang nửa chu kỳ hai của u2 ( =< t = < 2 ); u2= 0, các Thyristor T1' Do đó tại góc  +  (có iG1 và i'G1) các T2, T'1 mở, Tại  = 2 , U2 = 0, dòng qua Thyristor bằng 0 và Thyristor Trong thời gian T2, T'1 mở, điện áp chỉnh lưu là: dòng qua phụ tải và T2 là id = iT2 = Ud/R = -(u 2m /R )Sin t. Lúc đó điện áp trên T'2 và Do đó T1 và T'2 khoá lại (iT1 = 0), như vậy sự mở của một đôi Thyristor này, sẽ dẫn đến sự khoá một cách tự nhiên của đôi Thyristor khác và các đường cong biến thiên của ud, id và uT1 có dạng H.II.3b b) Các thông số của mạch chỉnh lưu cầu một pha dùng - Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: - Giá trị điện áp ngược cực đại trên mỗi Thyristor: - Hệ số nhấp nhô của điện áp chỉnh lưu: Đối với mạch chỉnh lưu này udmin = 0 ; udmax = u2m, khi  =<  /2 và - Giá trị trung bình cuả dòng điện qua phụ tải: - Trị số cực đại Imax, trị số hiệu dụng I và trị số trung bình io của dòng điện Trị số hiệu dụng I2 của dòng thứ cấp và công suất S của Máy biến áp. mỗi nửa chu kỳ điện áp u2, dòng điện qua cuộn dây thứ cấp chính là dòng điện qua các Thyristor mở. Hệ số công suất của mạch thứ cấp Máy biến áp: 2. Chỉnh lưu cầu một pha dùng Thyristor với phụ tải R, L: Sơ đồ nguyên lý H.II.4a và đồ thị áp dòng H.II.4b. a) Sự hoạt động của mạch và sự biến thiên của điện áp và dòng điện Điều khiển mở Thyristor trong mạch này giông như với phụ tải thuần trở, tức là chúng ta dùng các xung dòng điều khiển iG1,I'G1,iG2,I'G2 có cùng chu kỳ với điện áp u2. + Trong nửa chu kỳ đầu của điện áp u2 ( 0 =< t =<  ) ; u2 > 0 các Dòng điện đi từ điểm A qua T1 đến M qua phụ tải đến -Điện áp chỉnh lưu (ở hai đầu phụ tải): - Điện áp trên T1 là : uT1 = 0 - Dòng điện qua phụ tải id được xác định + Trong nửaa chu kỳ sau cuả điện áp u2 ( =<  =<2 ) ; u2 < 0; T1' và T2 Do đó tại góc pha t =  +  (có iG1 và i'G1) các Thyristor T2, T'1 mở, lúc đó dòng điện đi từ B qua T2 đến M qua phụ tải đến N qua T'1 về Điện áp chỉnh lưu là: Lúc đó điện áp trên T'2 và T1 tại t =  + - Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu Như vậy khi thay đổi góc  của Thyristor từ 0 đến /2 ta có thể điều khiển - Điện áp cực đại trên mỗi Thyristor: - Hệ số nhấp nhô của điện áp chỉnh lưu: - Giá trị trung bình của dòng điện qua phụ tải: Như vậy ta có: RId = udo hay Id = Udo / R = (2/R )u2m cos  Trường hợp phụ tải có điện cảm L rất lớn thì id có giá trị không đổi và - Trị cực đại Imax, trị số hiệu dụng I và trị số trung bình io của dòng điện - Trị số hiệu dụng của dòng thứ cấp I2 và công suất S của máy biến áp. Ở mỗi chu kỳ của u2, dòng điện qua cuộn dây thứ cấp chính là dòng điện - Hệ số công suất của mạch thứ cấp Máy Biến Áp: Trong sơ đồ H.II.5a sử dụng hai Thyristor T1 và T2, hai diod D'1 và D'2. Việc thay thế các Thyristor bằng các diod là giảm giá thành của các mạch chỉnh lưu mà vẫn điều khiển được Udo. Các Thyristor T1 và T2 được điều khiển bằng các xung dòng điện IG1, IG2 xuất hiện chậm sau điện áp u2 một góc Trong nửa chu kỳ đầu của u2 (0 =< t =<  ), u2 > 0, T1 và D'2 phân tín hiệu iG1) thì T1 mới mở và mạch điện mới thông từ A qua T1 đến M qua Lúc này điện áp trên hai đầu phụ tải M và N là ud Điện áp trên T1 và D'2 : uT1 = uD'2 = 0 Giả thiết phụ tải có điện cảm L lớn, dòng qua phụ tải là không đổi và Trong nửa chu kỳ sau của u2 (  =< t =< 2 ), u 2 < 0,T2 và D'1 phân (có tín hiệu iG1) thì T2 mới mở và mạch điện mới thông từ B qua T2 đến M qua Lúc này điện áp trên hai đầu phụ tải M và N là: Do T2 và D'1 mở nên điện áp tại điểm N và M là: UN = UA = U2, Điện áp trên D'2: Điện áp ở hai đầu phụ tải ud = uBA = = -u 2 Điện áp trên T1: uT1 = uD'2 = uA - uM = uA - uB = u 2 < 0. - Giá trị trung bình điện áp chỉnh lưu. - Điện áp ngược lớn nhất trên mỗi Thyristor và Diod. - Hệ số nhấp nhô điện áp chỉnh lưu. - Giá trị trung bình dòng điện qua phụ tải. Giả thiết phụ tải là điện cảm L rất lớn và dòng điên qua phụ tải id có trị số Do năng lượng tiêu thụ trong trong điện cảm L trong một chu kỳ là bằng 0 và năng lượng tiêu thụ trong phụ tải trong một chu kỳ là: Với T là chu kỳ điện áp. - Dòng điện trung bình qua mỗi Thyristor (IT) Khi Thyristor mở, dòng qua nó chính là dòng qua phụ tải. Khi Diod mở dòng qua nó chính là dòng qua phụ tải: Trị số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp Máy Biến Áp ( MBA) I2 Dòng điện chỉ qua cuộn dây thứ cấp trong thời gian T1 mở ( =< t =< ) Trị số dòng thứ cấp chính là dòng qua phụ tải id = Id = const. Để điều khiển các Thyristor T1,T2,T3 người ta đưa ra các xung dòng điều Các xung điều khiển này có cùng chu kỳ với các điện áp Vậy trong mỗi chu kỳ tại góc pha 1=  +  / 6, T1 mở vì iG1 và u1 lớn nhất. Tại góc pha  2 =  + /6 + 2/3, T2 mở vì iG2 và u2 lớn nhất. Tại góc pha  3 =  + /6 + 4/3, T3 mở vì iG3 và u 3 lớn nhất. - Trong khoảng 1 =< t =<  2 thì T1 mở, dòng điện đi từ A qua T1 đến M -Trong khoảng 2 =< t =<  3 thì T2 mở, dòng điện đi từ B qua T2 đến M Sự mở của T2 làm cho uM = uB và áp trên T1 là: -Trong khoảng thời gian  3 =< t =<  4 thì T3 mở, dòng điện đi từ điểm Áp trên hai đầu phụ tải là: ud = u 3 Sự mở T3 làm cho uM = u C và áp trên T1 là : - Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: um biên độ điện áp thứ cấp một pha. - Điện áp ngược trên mỗi Thyristor - Hệ số nhấp nhô điện áp chỉnh lưu -Giá trị trung bình dòng điện phụ tải - Giá trị trung bình io, giá trị hiệu dụng I, giá trị cực đại imax của dòng điện - Trị số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp I2, và công suất của MBA S2 Vì dòng điện thứ cấp mỗi pha là dòng điện qua Thyristor trên pha đó. điều khiển mở các Thyristor này người ta thường dùng một máy phát xung dòng điện điều khiển iG. Các xung dòng điện iG phát ra theo thứ tự iG1,I'G3, Thyristor trong nhóm Catod chung sẽ mở khi điện áp pha của cuộn dây thứ cấp nối với nó là lớn nhất và nó có tín hiệu điều khiển iG. trong nhóm Anot chung sẽ mở khi điện áp pha của cuộn dây thứ cấp nối với nó là âm nhất và nó có tín hiệu điều khiển iG. của mạch có điện cảm L rất lớn, nên mạch làm việc trong chế độ liên tục của dòng điện phụ tải và giá trị dòng điện này bằng trị số trung bình của nó Id. Như vậy tại góc pha 1, T1 mở (u1 là lớn nhấtvà có tín hiệu iG1) T1 sẽ Tại  2 thì T'3 mở (u3 là nhỏ nhất và có tín hiệu I'G3) và T3 sẽ mở cho Dòng điện đi từ điểm A qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uA - uB = u 1 - u2 = u 12 Dòng điện đi từ B qua T1 qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uA - uC = u = - u= = u 13 Dòng điện đi từ B qua T2 qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uB - uC = u 2 - u3 = u23 Dòng điện đi từ B qua T2, qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uB - uA = u 2 - u1 = u 2 1 Dòng điện đi từ C qua T3, qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uC - uA = u 3 - u1 = u31 Dòng điện đi từ C qua T3, qua Áp trên hai đầu phụ tải là ud = uC - uB = u 3 - u2 = u 32 - Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu  Khi thay đổi  từ 0 đến  /2thì có thể thay đổi giá trị trung bình điện áp Điện áp ngược cực đại trên mỗi Thyristor - Giá trị trung bình của dòng điện qua phụ tải: - Trị số cực đại imax, giá trị hiệu dụng I, giá trị trung bình io của dòng điện - Trị số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp I2 và công suất S của MBA dòng điện thứ cấp i2 = - Id nên ta có: IuIu ddoddo CosCosS  Trong sơ đồ H.II.8a sử dụng ba Thyristor T1,T2,T3 và các Diode D'1,D'2, Các Thyristor T1,T2, T3được điều khiển bằng các xung dòng điện điều Mỗi Thyristor chỉ mở khi có tín hiệu iG và điện áp trên cuộn dây thứ cấp nối với nó là lớn nhất trong số ba điện áp u1,u2, u3. cũng giả thiết rằng phụ tải có điện cảm L lớn nên mạch làm việc trong chế độ liên tục cung cấp cho phụ tải với dòng điện phụ tải có trị số không đổi và bằng giá trị trung bình của nó Id. Trong chế độ này mỗi Thyristor sẽ tiếp tục gian mà điện áp trên cuộn dây thứ cấp nối với nó có trị số bé nhất (âm nhất) Khi góc mở của Thyristor  <  / 3 ta có đồ thị biến thiên của điện áp và dòng điện chỉnh lưu hình H.II.8b, còn  > /3, ta có đồ thị biến thiên của điện áp và dòng điện chỉnh lưu H.II.8c. Trên các đồ thị này người ta biểu diễn các khoảng mở của Thyristor và mở đồng thời Thyristor và Diode được nối với cùng một dây quấn thứ cấp. khoảng này phụ tải bị nối tắt bởi T1 và D1 và điện áp ở hai đầu phụ tải Ud = 0. Còn khi  < /3 (H.II.8b) trên đồ thị không tồn tại nhữmg khoảng mở đồng thời hai linh kiện Thyristor và Diode được nối với cùng một pha của nguồn Giá trị trung bình của điện áp chỉnh lưu: Khi thay đổi  từ 0 đến  ta có thể thay đổi udo từ ( 3 / 2 )um đến 0. - Điện áp ngược cực đại trên mỗi Thyristor hoặc Diod. - Trị số cực đại imax, trị số trung bình io, trị số hiệu dụng I của dòng điện Vì mỗi Thyristor hoặc Diod dẫn trong 1/3 chu kỳ và khi mở dòng điện qua -Trị số hiệu dụng của dòng điện thứ cấp I 2 và công suất S của MBA. + Khi  <  /3 ( H.II.8b) phụ tải không bị ngắn mạch bởi sự mở đồng thời của Thyristor và diode được nối cùng một pha của nguồn. này phụ tải được nối tắt qua T1 và D'1 và dòng điện thứ cấp i2 =0 nên ta có: Một số mạch điều khiển Thyristor tiêu biểu: Trong mạch này người ta dùng khâu lệch pha RC để điều khiển góc lệch pha giữa điện áp Anot cung cấp cho Thyristor và điện áp điều khiển UGK. Thật vậy điện áp Anot Ua được đưa vào cuộn dây sơ cấp máy biến áp của Còn điện áp ra của khâu này được đưa đến hai cực G và K của Thyristor qua điện trở RG và diot D. áp ra UOD, dòng điện điều khiển IG cùng pha và tỉ lệ với UOD. điện áp Uavà dòng điện iG như hình H.II.9b. và iG có thể được thay đổi bằng cách thay đổi điện trở R của khâu lệch pha + Điện áp điều khiển chỉ thay đổi theo chiều ngang 2. Mạch điều khiển Thyristor dùng điện áp một chiều và khâu lệch pha Các điện trở R1, R2, RG dùng để hạn chế dòng điều khiển IG và điện áp điều một nguồn điện một chiều E mắc giữa điểm 0 của khâu lệch pha RC và cực K Do đó điện áp cung cấp cho mạch điều khiển Thyristor là: Ngoài ra khâu lệch pha RC của mạch điện này máy biến áp được quấn sao cho điện áp thứ cấp UAB ngược pha với điện áp sơ cấp Ua và R = 1 / C Do đó điện áp UDo có pha chậm sau Ua một góc không đổi. Và UĐk = E + UDo = E - Urm Cost, còn dòng điện điều khiển IG có pha + Điện áp điều khiển UĐK chỉ thay đổi theo chiều trục 2. Mạch điều khiển Thyristor dùng Transistor một mặt ghép (UJT): Mạch H.II.11a Thyristor và Transistor một mặt ghép UJT được cung cấp điện từ một nguồn điện xoay chiều chung Uac qua một bộ chỉnh lưu Điện áp ra bộ chỉnh lưu này có dạng nhấp nhô như Sau đó nhờ DZ , điện áp Ud được sang phẳng và điện áp Ua cung cấp cho Thyristor và Transistor UJT có dạng như đường cong H.II.11b. Với dạng điện áp cung cấp Ua như vậy, trong mỗi nữa chu kỳ của điện áp Điện áp mở của UJT là UM = Ua UJT mở tụ C xã điện qua T và R1. C được nạp và áp trên tụ C tăng đồng thời với điện áp Ua. Lần mở thứ nhất - Lần mở thứ hai xảy ra khi Ua = UZ và tụ điện được nạp điện đến Uc = UM Ở lần mở này tụ C xã điện qua T và R1 gây nên một xung điện áp UG ở cực khiển G của T và làm cho T mở (Ua = UZ > 0). 3. Mạch điều khiển Thyristor bằng điện áp: trở thay đổi điện áp một chiều VR các dạng sóng ngõ ra cũng tương tự như + Nguyên lý làm việc của mạch: Mạch kích Thyristor (H.II.12) được cung cấp điện từ nguồn xoay chiều qua bộ chỉnh lưu hai nửa chu kỳ. của mạch là một dạng nhấp nhô, do đó nhờ Diode Zener DZ san phẳng điện áp nhấp nhô này, đồng thời ghim áp cho mạch điều khiển làm việc. điều chỉnh điện áp. Các điện trở R2, R6 phân cực cho chân C và E của tầng Hai Thyristor khác loại Q3 (PNP) và Q4 (NPN) trong mạch H.1I.12 thay thế cho transistor một mặt ghép UJT (H.II.11a) để tạo ra đoạn đặc tính điện trở -Khi UA > UC, mặt tiếp giáp BE của Q3 phân cực nghịch, có dòng ngược rất + Thay đổi ngõ ra bằng điều khiển điện áp PHƯƠNG PHÁP LỌC PHẲNG ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN CHỈNH của nó là cho dòng điện có tần số nào đó đi qua mà không bị suy giảm, đồng người ta xác định hệ số nhấp nhô của điện áp sau khi lọc. nvao là tỉ số nhấp nhô điện áp Unmaxra : Biên độ thành phần dao động cơ bản điện áp ra của bộ lọc. Có ba phương pháp lọc phẳng điện áp và dòng điện chỉnh lưu: Xét sơ đồ chỉnh lưu một pha hai nữa chu kỳ có mạch lọc dùng tụ điện C dần, đến thời điểm t1 tương ứng với góc pha 1 = t1, điện áp U1 bắt đầu lớn hơn Uc và D1 mở, dòng điện đi từ điểm 1 qua D1 đến M, sau đó chia làm hai Áp trên tụ C (Uc) tăng theo U1 đến thời điểm t2 tương ứng với góc pha 2 =  t2 = /2, U1 bắt đầu giảm và nhỏ hơn Uc. Lúc này D1 khoá và tụ C 3 = t3, áp u 2 bắt đầu lớn hơn Uc và D2 mở, dòng điện đi từ điểm 2 qua D2 đến M sau đó chia làm hai dòng điện: iC = C (du2/dt) qua tụ C và nạp cho tụ điện. Điện áp trên xuống và nhỏ hơn hơn UC, lúc đó D2 khoá lại và tụ C phóng điện qua R, trong T : Chu kỳ điện áp xoay chiều cần chỉnh lưu. Mặt khác điện lượng của tụ C phóng qua R trong thời gian phóng tp: IR : Giá trị trung bình của dòng điện qua R Trong đó f : là tần số của điện áp xoay chiều cần chỉnh lưu Udo : Giá trị trung bình của điện áp cần chỉnh lưu Từ đây ta suy ra hệ số nhấp nhô của điện áp chỉnh lưu: trường hợp dùng tụ điện C để lọc trong sơ đồ chỉnh lưu có chỉ số nhấp nhô n, bằng tụ điện C thường được dùng khi phụ tải có điện trở lớn. Xét sơ đồ chỉnh lư ba pha thứ cấp có mạch lọc dùng điện cảm H.III.2a. Điện áp này có chỉ số nhấp nhô n = 3.  L = 0, Tổng trở mạch lọc và phụ tải là Z = R - Do đó dòng qua L và R do Udo tạo ra là: Id = Udo / R 3L, tổng trở của mạch lọc và phụ tải là: Do đó dòng qua L và R do UnmaxCos3t tạo ra là: Theo nguyên lý xếp chồng, dòng qua L và R là: Điện áp trên tải R sau khi lọc: Khi loc bằng điện cảm, thông thường chọn L sao cho XL = 3L >> R Tổng quát khi dùng điện cảm L để lọc trong mạch chỉnh lưu có chỉ số Do đó cách loc dùng điện cảm L thường được dùng khi phụ Mạch lọc dùng điện cảm và tụ điện: Xét sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu một pha có mạch lọc dùng điện cảm và tụ Trong sơ đồ này điện cảm L mắc nối tiếp với phụ tải, còn tụ C Đồ thị điện áp được biểu diễn H.III.3b. Điện áp này có chỉ số nhấp nhô n Dòng điện qua R và L do Udo tạo ra là Id = Udo/R. phức của mạch lọc và phụ tải là: Dòng điện qua L do Unmax Cos 2t tạo ra là: Điện áp trên phụ tải là: Hệ số nhấp nhô điện áp trước khi lọc: Hệ số nhấp nhô của điện áp sau khi lọc: Tổng quát khi dùng mạch lọc điện cảm và tụ điện trong sơ đồ chỉnh lưu THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MẠCH ĐIỀU KHIỂN THYRISTOR 1. Yêu cầu về độ lớn điện áp và dòng điều khiển: xung điều khiển phải đảm bảo cho dòng qua Thyristor tăng từ 0 đến Ithmax. Độ dốc sườn trước của xung càng cao thì việc mở Thyristor càng tốt và độ nóng cục bộ của Thyristor càng giảm, mà đặc biệt là trong mạch có nhiều - Điện trở ra của kênh điều khiển phải nhỏ để Thyristor không tự mở khi - Xung điều khiển ít phụ thuộc vào dao động nhiệt độ, dao động điện áp Hai khối này làm nhiệm vụ cách ly mạch điều khiển Thyristor với phần công suất của mạch chỉnh lưu không dòng từ phần công suất chảy vào phần Điện áp đưa vào mạch tích phân, làm cho dạng sóng lệch đi một góc 90o và lấy điện áp này so sánh với điện áp điều khiển. H.IV.1a và đồ thị điện áp H.IV.1b Yêu cầu ứng với mỗi giá trị của t thì có một giá trị của U. Phương pháp đồng bộ răng cưa là dùng các mạch chức năng tạo ra điện áp răng cưa để so sánh với điện áp điều chỉnh ở khối so sánh phía sau. pháp này được dùng rộng rải trong các mạch điều khiển Thyristor. . UAC : điện áp xoay chiều đồng pha với điện áp trên A-K của SCR. - Khi UC = UAC (tại t2) thì tụ C phóng điện qua D2 và R2. - Khi UAC < 0: D1 dẫn, giá trị áp trên tụ C chính là UAC cho đến khi D1 Ta có sơ đồ nguyên lý H.IV.3a và đồ thị điện áp H.IV.3b như sau: - Khi UAC < 0 T1 ngắt, tụ C được nạp từ nguồn UDC qua R1 và R3 Uđk : Điện áp điều khiển với điện áp điều khiển Uđk. điện áp răng cưa được đưa vào cực khiển để so sánh với Uđk tại cực Tính chọn nguồn chỉnh lưu DC cung cấp cho mạch điều khiển chiều từ lưới điện 220V có tần số f = 50 Hz, hạ áp xuống phía thứ cấp U2 như . Giả sử bán kỳ đầu dương: Dòng điện đi từ A qua D1, qua phụ tải R, qua . Bán kỳ sau: Dòng điện đi từ B qua D2 qua R và qua D4 trở về A. - Điện áp trung bình trên tải: - Điện áp hiệu dụng trên tải: - Dòng điện trung bình trên tải: - Chọn diod cho mạch chỉnh lưu với các thông số sau: + Điện áp ngược đỉnh Ing.max >= Um V. Tính chọn máy biến áp xung cho mạch điều khiển: Biến áp xung trong mạch có nhiệm vụ cách ly điện thế cao với cực điều Chọn mật độ dòng điện J = 5A/ mm2 (do MBA làm việc ngắn hạn lặp lại) Với J là mật độ dòng điện. Sơ đồ nguyên lý và tính toán linh kiện cho mạch điều khiển một Như chúng em đã giới thiệu trong chương II, mạch điều khiển Thyristor có chọn mạch điều khiển Thyristor bằng điện áp để thi công bởi vì: 2. Kết nối mạch điều khiển với các mạch chỉnh lưu như sau: Các điểm ghi các số 1, 2, 3, 4 và chữ G trên mạch điều khiển là những Với các mạch điều khiển và chỉnh lưu trên, nhưng vì thời gian, kiến thức và kinh tế có hạn, nên em chỉ thi công ba modul của mạch điều khiển và ba sơ đồ Chọn điện thế cực E của Q1 ,Q2 ( so với đất ) là VE1 = 1V Chọn dòng qua chân C của Q1 là: Chọn dòng qua chân C của Q2 là: Với các giá trị tính toán như trên mạch điều khiển được vẽ lại như sau: Cách tính chọn linh kiện cho mạch điều khiển loại này cũng tương tự như ở mạch điều khiển một pha, và ta có sơ đồ nguyên lý như (H.VII). Như vậy để điều khiển mạch chỉnh lưu cầu một pha bất đối xứng ta chỉ dùng chỉnh lưu cầu một pha và ba pha đối xứng dùng Thyristor ta phải thi công tất cả sáu modul có sử dụng máy biến áp xung để cách ly điện áp giữa ngõ vào và ngõ ra của mạch điều khiển. THYRISTOR TRONG THIẾT BỊ CHỈNH LƯU CÓ ĐIỀU KHIỂN " và một số mạch điều khiển cùng với mạch chỉnh lưu dùng Thyristor một pha hình mạch điều khiển Thyristor bằng điện áp.