Xem mẫu
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Đồ án: Điện
tử công
suất
1
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Mục Lục
Lời nói đầu……………………………………………………………….
Chương 1:Giới thiệu công nghệ và yêu cầu kỹ
thuật……
Tìm hiểu về lò nấu thép……………………………………………
I.
Tìm hiểu về đề tài…………………………………………………
II.
Chương 2: Đề xuất phương án và lựa chọn mạch
lực…
Phương án mạch lực………………………………………………
I.
Tính toán lựa chọn van……………………………………………
II.
Chương 3: Mạch điều khiển……………………………………
Nguyên lý điều khiển………………………………………………
I.
Thiết kế mạch điều khiển
II.
Chương 4: Kết quả mô phỏng…………………………………
Tài liệu tham khảo…………………………………………………….
2
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Lời Nói Đầu
Trong sự phát triển từng ngày của thế giới, trên từng lĩnh vực
của cuộc sống, như nông nghiệp,du lịch, điện tử, công nghệ thông
tin…Ngành công nghiệp nặng chiếm một vị trí hết sức quan trọng, là
tiền đề của các công trình lớn, của sự phát triển cơ sở hạ tầng. Ngày
nay, đã và đang đánh dấu những thành quả to lớn của ngành công
nghiệp: như đóng tầu, sản xuất ôtô, luyện kim… Trong đó luyện kim
chiếm vai trò quan trọng, nó tạo ra rất nhiều nguyên liệu cho các
ngành khác sử dụng. Để tìm hiểu thêm về vấn đề này, Dưới đây là một
số trình bày về ngành luyện thép và nguyên lý hoạt động của nó.
Trong đề tài, có sự tham gia của hai sinh viên Hoàng Ngọc
Tú và Đặng xuân quyền với sự giúp đỡ của thầy.
Thiếu sót của báo cáo là không thể tránh khỏi, chúng tôi xin
chân thành cảm ơn và chân trọng những ý kiến dóng góp và phê bình
của các bạn, để đề tài này được hoàn thiện hơn…
3
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
CHƯƠNG 1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÒ NẤU THÉP
I.Tìm hiểu về lò nấu thép
- Ngành luyện kim ra đời từ rất lâu, sản phẩm của nó đáp ứng được nhu
cầu trong moi lĩnh vực. Trong thời gian đầu, các phưong pháp luyện thép
cổ điển như: lò cao, lò Mactanh đây là những loại lò dùng nhiên liệu đốt
như củi than… Ngày nay, với sự sử dụng rộng rãi của điện năng thì
phương pháp nấu luyện thép bằng điện chiếm ưu thế.
- Nấu luyện thép bằng lò điện là phương pháp nhanh nhất, mang lại hiệu
quả kinh tế cao vì phương pháp này biến đổi điện năng thành nhiệt năng.
- Điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng, khả năng tự động hoá cao và có khả năng
luyện, nấu được nhiều loại thép khác nhau, dùng cho mục đích khác
nhau.
- Ít gây ô nhiễm môi trường.
- Có các loại lò phổ biến sau: lò hồ quang, lò điện trở, lò cảm ứng.
- Trong các loại lò điện trên thì lò cảm ứng có các ưu điểm nổi trội hơn
cả.
- Nấu chảy được kim loại sạch nhất, vận hành đơn giản và có thể nấu
chảy trong chân không hay trong môi trường đặc biệt. So với lò điện trở
và lò hồ quang thì hiệu quả nhiệt của lò điện cảm ứng là 80% so với
60%-75% của 2 lò kia và hiệu suât nhiệt lên tới 96%.
- Tuy nhiên lò cảm ứng có hệ số công suất giảm khi điện trở của vật liệu
giảm và để tăng nhiệt số này thường người ta mắc các tụ điện song song
với lò. Nhiệt độ của xỉ thấp cho nên khó có thể tinh luyện thép.
- Một điểm chú ý trong lò điện cảm ứng là tần số lò càng cao khi khối
lượng phối liệu nấu trong nòi mẻ thấp:
- 500 000Hz đối với lò nhỏ, nấu thí nghiệm 10g - 100g.
- 8000Hz - 4000Hz đối với lò thí nghiệm nấu vài kg.
- 2000Hz đối với lò công nghiệp nhỏ, một mẻ 50 kg - 500kg.
- 1000Hz đối với lò một mẻ 250kg-2000kg.
- 50Hz (tần số công nghiệp) với các lò nấu lớn trong công nghiệp
4
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Nói riêng về lò cảm ứng
- Lò cảm ứng Theo ứng dụng có thể chia làm 2 loại là: lò có lõi sắt và
không có lõi sắt.
- Loại lò có lõi sắt ở giữa: xuất hiện sức điện động hỗ cảm vào nguyên
liệu rắn:
E2 = 4,44.f.W2. .10-8
: tần số (Hz), chu kỳ (s)
f
: số vòng cuộn dây thứ cấp
W2
: từ thông sinh ra ở lõi sắt (Wb)
- Nhờ dòng xoay chiều gây ra cho từ trường nam châm của lõi sắt mà
kim loại rắn được nung nóng dần, cuối cùng chảy vào rãnh và có thể lấy
ra ngoài. Loại này ít thông dụng vì năng suất không cao, xỉ luôn luôn bị
nguội.
- Loại không có lõi sắt rất thông dụng hiện nay: Đặc điểm của loại lò này
là từ trường từ cuộn dây cảm ứng đ ược dẫn thẳng vào kim loại. Tại đây
sinh ra dòng điện hỗ cảm có cường độ không đều trên dây đồng. Mật độ
dòng điện tập trung ở mặt ngoài dây, ở giữa giảm dần.
Cấu tạo của lò
Gồm hai bộ phận chính là vòng cảm ứng và nồi lò:
- Vòng cảm ứng làm bằng đồng hoặc ống sắt dẹt. V ì dòng qua vòng cảm
ứng cỡ hàng ngàn ampe nên tổn hao điện chiếm tới 25 ÷30% công suất
hữu ích của thiết bị. Do vậy cần làm mát vòng cảm ứng. Làm mát bằng
không khí cho phép mật độ dòng điện 2 ÷ 5A/mm2. Làm mát bằng nước
trong vòng cảm ứng rỗng cho phép dòng điện tới 50 ÷ 70A/mm2.
- Nồi lò làm bằng vật liệu chịu lửa.
II.Tìm hiểu về tải
1.Đặc tính tải trong quá trình nấu thép
- Tải lò nấu thép là tải có tính cảm kháng.Đầu tiên ta dễ nhận thấy tải phụ
thuộc nhiệt độ theo công thức:
Rt = R0 *(1 + α *t)
5
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
- Tải lò nấu thép là tải có tính biến động, thông qua đồ thị dưới:
Hình 1.1: Đồ thị tính biến động của tải lò
Μ : là độ từ thẩm của thép
Ρ : là suất điện trở của thép(Ωcm)
- Nhận thấy khi nhiệt độ khoảng 800-9000c thì tải mất tính cảm kháng chỉ
còn tính thuần trở (do µ giảm mạnh ,còn ρ tăng mạnh).
- Tải lò nấu thép là tải ngắn mạch , nên nguồn cấp cho tải phải làm việc ở
chế độ ngắn mạch, do đó ta chọn nguồn cấp cho tải là nghịch lưu nguồn
dòng.
2.Quan hệ f,p,U
- Nhiệt đốt nóng kim lọai được tính theo công thức:
d
W= I12.n2. 2. . p.. f .10 9 (W)
h
Trong đó:
I1 : dòng điện trong cuộn cảm ứng (A)
n : số vòng dây cuộn cảm ứng
d : đường kính trong lò
h : chiều cao mẻ liệu (cm)
I1.n : số ampe vòng
Từ công thức trên ta thấy:
- Năng lượng biến thành điện năng ở trong mẻ liệu tỉ lệ thuận với bình
phương ampe vòng, tức tỉ lệ với cường độ từ trường và căn bình phương
điện trở riêng và tần số.
Wnhiệt ≈ H2 ≈ I2
Wnhiệt ≈ f
6
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
- Như vậy để tăng lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu có thể tăng cường độ
dòng điện hoặc tần số. Nhưng trong thực tế không thể tăng dòng điện lên
mãi vì dây phải rất lớn và quá nóng, có thể nóng chảy (dù có nước làm
mát).
- Thường dùng phương pháp tăng tần số, do vậy lò cảm ứng còn gọi là lò
cao tần.
- Mặt khác tần số còn ảnh hưởng đến kích thước của cục nguyên liệu.
Năng lượng truyền từ nguồn điện (tần số), qua vòng cảm ứng, biến đổi
thành năng lượng trường điện từ. Trong vật gia nhiệt điện năng d òng
xoáy cảm ứng được chuyển thành nhiệt năng. Khi truyền sâu trong kim
loại, độ lớn của các vectơ E, H (hai thành phần của trường điện từ) bị
giảm dần và năng lượng trường điện từ cũng giảm dần (theo độ sâu
truyền z).
Độ sâu thẩm thấu:
2 p
(m)
503.
. . a . f
Trong đó:
: tần số (rad)
ω
: hệ số từ thẩm tuyệt đối của kim loại.
a = . 0
: hệ số từ thẩm tương đối của kim loại
-7
: hệ số từ thẩm chân không ρ
0 0 µ = 4. .10 H/m
1
: điện dẫn của kim loại
γ=
p
- Tính toán và thực tế cho thấy khi z = δ thì 0,864 phần năng lượng điện
từ có ở bề mặt kim loại bị tiêu tán để đốt nóng lớp kim loại dày δ, còn
0.316 phần năng lượng tiếp tục truyền sâu vào lớp kim loại bên trong.
Tần số càng lớn thì δ càng nhỏ và năng lư ợng điện từ càng tập trung đốt
nóng ở lớp mặt ngoài của kim loại. Do đó để giảm năng lượng điện mất
mát trên một tấm kim loại và quá trình nấu chảy nguyên vật liệu cần thiết
phải tính toán một cách hợp lý và tỉ mỉ những kích thước cục nguyên liệu
và chất khít chặt với tần số tương ứng.
- Để có hiệu suất nấu chảy kim loại cao, khi tần số càng lớn thì kích
thước cục nguyên liệu càng phải nhỏ, còn đối với tần số thấp hơn kích
thước cục nguyên liệu có thể to hơn.
7
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Ví dụ:
Tần số (Hz) Kích thước cục nguyên liệu (mm)
500 ≥ 20
1000 10
10000 5
- Nếu khi tấn số rất lớn hơn nữa thì kích thước cục nguyên liệu nhỏ hơn
5mm.
- Tấn số cũng có quan hệ chặt chẽ với bản chất cuă vật liệu và công suất
của lò. Công thức gần đúng để tính tần số dòng điện là:
8
fmin = 25.10 . p
2
d
- Công th c trên cho th y r ng khi công su t lò l n,
nghĩa là khi bán kính li u ho c dung tích c a lò l n
cũng nh khi đi n tr c a li u nh , t n s ca
dòng đi n cung c p có th l y th p h n.
- Đ i v i nh ng kim lo i nh s t, niken, crôm cũng
nh h p kim c a chúng ng i ta th ng dùng tàn s
trong gi i h n 1000 ÷ 3000 Hz. Đ i v i b c, đ ng,
đ ng thanh, đ ng đ , h p kim b c niken, đ ng niken
tn s có th dùng t 50 ÷ 500 Hz.
-Đ đ mb oc yêu c u kinh t và k thu t, vi c
la ch n t n s ph thu c r t nhi u vào công su t
ca lò. Quan h giũă t n s và công su t c a lò
đ c th hi n qua nh ng s li u sau:
Công su t lò (kW) T ns (Hz)
1200 150
- Hi n nay vi c l a ch n t n s dòng đi n cung c p
cho lò không có lõi s t đ luy n thép v n đ cl a
ch n nh trên.
8
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
3. S đ và nguyên lý c u t o c a thi t b
S đ kh i c a b bi n t n c p cho l ò n u thép:
Chỉnh Nghịch
Lưu Lưu
Lọc
Ud1 Ud2
3 Pha 1 Pha
U21 U22 =Ura
Hình 1: S đ kh i c a b bi nt n
Trong đó:
U21 : đi n áp vào b ch nh l u.
Ud1 =Kcl*U21 *cosα : đi n áp ra b ch nh l u (đi n áp
vào b l c)
Ud2 = Knl*U22 ∗ cosβ : đi n áp vào b ngh ch l u (sau b
l c)
U2 : đi n áp ra b ngh ch l u ( đi n áp
t i)
- Ph ng trình cân b ng đi n áp Ud1 = Ud2
Kcl*U21 *cosα = Knl*U22 *cos φt
α : là góc m ch nh l u.
φt : là góc t i
-T lí lu n trên , ta th y yêu c u v i m ch ch nh
lu
- M ch ch nh l u có ch c n ăng c p ngu n cho m ch
ngh ch l u dòng 1 chi u cho m ch ngh ch l u, t c là
gi cho Id= const
- M ch ch nh l u đi u ch nh công su t trong quá trình
n u ch y v t li u,vì khi góc t i φt thay đ i thì α
cũng ph i thay đ i cho phù h p.
9
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Ch ng II :Đ xu t ph ng án và l a ch n
m ch l c
Do đ c đi m c a lò luy n thép, ta có th ch n
ph ng án dùng m ch đi u áp ho c ch nh l u. D i
đây là trình bày m t s ph ng án…
I. Ph ng án m ch l c
- Từ yêu cầu ta suy ra mạch chỉnh lưu phải là chỉnh lưu có điều khiển.
Công suất của lò nấu là P = 140 kW, nguồn điện sử dụng là nguồn điện 3
pha nên chúng ta dùng chỉnh lưu điều khiển 3 pha (nếu dùng chỉnh lưu
điều khiển 1 pha công suất tải lớn sẽ làm xấu lưới điện).
- Ta có các phương án:
• Chỉnh lưu hình tia 3 pha
• Chỉnh lưu cầu 3 pha
• Chỉnh lưu hình tia 6 pha
- Nhưng chúng ta thấy rằng:
• Chỉnh lưu hình tia 3 pha có nhược điểm: chất lượng điện áp thấp, hệ số
đập mạch nhỏ nếu công suất tải lớn sẽ ảnh hưởng xấu đến hệ số cosϕ của
lưới điện, làm méo lưới điện và buộc phải dùng đến biến áp lực.
10
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
• Chỉnh lưu hình tia 6 pha tuy chất lượng điện áp tốt nhưng việc chế tạo
máy biến áp lực 6 pha tốn kém, phức tạp, giá thành cao nên phương án
này cũng không khả thi.
- Như vậy chúng ta sẽ thiết kế phần chỉnh lưu cho bộ nguồn lò nấu thép
dùng sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển, bao gồm:
+ Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển đối xứng
+ Ch nh l u c u 3 pha đi u khi n không đ i x ng
1. Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng
•S đ nguyên lý:
Hình 2: Sơ Đồ Chỉnh lưu cầu 3 pha điều khiển không đối xứng
• D ng đi n áp và dòng đi n:
11
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Hình 3: D ng đi n áp và dòng đi n
Phân tích s đ:
S đ c u 3 pha không đ i x ng g m 3 tiristor và 3
diode chia làm 2 nhóm:
- Nhóm catot chung : T1, T3, T5
- Nhóm anod chung : D2, D4, D6
Đi n áp các pha:
12
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Ua = 2 U2sin
2
Ub = 2 U2sin( - )
3
4
Uc = 2 U2sin( - )
3
- Khi làm việc các diode chuyển mạch tự nhiên còn các tiristo chuyển
mạch ở các thời điểm cấp xung điều khiển theo góc điều khiển α. Khi
α 600 sẽ xuất hiện các giai
đoạn 2 van thẳng hàng cùng dẫn điện đồng thời T1-D4, T3-D6,T5-D2;
khi đó dòng điện Id = 0 chỉ chảy trong tải mà không chảy về nguồn nên
năng lượng được giữ ở tải không trả về nguồn.
- Ta có thể coi sơ đồ chỉnh lưu cầu 3 pha không đối xứng tương đương 2
mạch chỉnh lưu hình tia:
- Chỉnh lưu hình tia 3 pha điều khiển gồm T1, T3, T5 có:
UK = Udotia∗ cosα = 1,17U2cosα
- Chỉnh lưu hình tia 3 pha không điều khiển gồm D2, D4, D6 có:
UA = Udotia ∗ cosα = 1,17U2
Tổng hợp lại ta có: Chế độ và chức năng điện áp trên mạch tải:
1 cos 1 cos
Ud = UK + UA = 1,17U2(1 + cosα) = 2,34U2. =Udmax.
2 2
Chế độ hoạt động: chế độ chỉnh lưu với α = 0 ÷ π, Ud = 0 ÷ Udmax
Chức năng: Ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi α
• Thông số chọn van:
Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van: Ungmax = .Udmax
3
Dòng trung bình qua van: Iv = Id/3
• Ưu nhược điểm của sơ đồ:
- Ưu điểm: Mạch điều khiển đơn giản
Hệ số cosϕ lớn
- Nhược điểm: + Không hoàn trả năng lượng về nguồn được khi 2 van
thẳng hàng cùng dẫn điện
13
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
+ Chất lượng điện áp thấp, hệ số đập mạch nhỏ (mđm=3) nên yêu cầu cao
về bộ lọc.
+ Làm lệch pha lưới điện khi thay đổi góc điều khiển
2. Chỉnh lưu điều khiển 3 pha đối xứng
•S đ nguyên lý:
Hình 4: Sơ Đồ Chỉnh lưu điều khiển 3 pha đối xứng
• Dạng điện áp và dòng điện
14
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Hình 5: Dạng điện áp và dòng điện
Phân tích sơ đồ:
S đ c u 3 pha đ i x ng g m 6 Tiristor, chia làm 2
nhóm :
- Nhóm catot chung: T1, T3, T5
- Nhóm anod chung: T2, T4, T6
Đi n áp các pha:
Ua = 2 U2sin
2
Ub = 2 U2sin( - )
3
4
Uc = 2 U2sin( - )
3
Hoạt động của sơ đồ:
Giả thiết T5, T6 đang cho dòng chảy qua VK = UC; VA = UB
- Khi θ = + cho xung điều khiển mở T1. Thyristor này mở vì Ua>0.
6
Sự
mở của T1 làm cho T5 bị khoá lại một cách tự nhiên vì Ua > Uc. Lúc này
T6 và T1 cho dòng đi qua. Điện áp ra trên tải: Ud=Uab=Ua-Ub
3
- Khi θ = + cho xung điều khiển mở T2. Thyristor này mở vì T6 dẫn
6
dòng, nó đặt Ub lên catot T2 mà Ub > Uc. Sự mở của T2 làm cho T6 khóa
lại một cách tự nhiên vì Ub > Uc. Lúc này T2 và T1 cho dòng đi qua.
Điện áp trên tải: Ud=Uac=Ua-Uc
15
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Các xung điều khiển lệch nhau được lần lượt đưa đến các cực điều
3
khiển của các thyristor theo thứ tự 1, 2, 3, 4, 5, 6, 1,….Trong mỗi nhóm,
khi 1 thyristor mở thì nó sẽ khoá ngay thyristor trước nó, như trong bảng
sau:
Thời Điểm Mở Khoá
T1 T5
1
6
3 T2 T6
1
6
5 T3 T1
1
6
7 T4 T2
1
6
9 T5 T3
1
6
11 T6 T4
1
6
Hình : B ng th i đi m đóng m c a thyristor
Đi n áp trên t i Ud = VK - VA là kho ng cách th ng
đ ng gi a hai đ ng bao:
5
6
3 6U 2
6
Ud = 2U 2 sin d = cos
2
6
• Chế độ và chức năng:
Điện áp trên mạch tải:
Chế độ hoạt động:
- Chế độ chỉnh lưu với α = 0 ÷ , Ud = 0 ÷ Udmax
2
÷ ,Ud = -Udmax ÷ 0
- Chế độ nghịch lưu phụ thuộc với α =
2
Chức năng: Ổn định điện áp và dòng ra tải bằng cách thay đổi α
• Thông số chọn van:
Điện áp ngược lớn nhất đặt lên van: Ungmax = Udmax
3
Dòng trung bình qua van: Iv = Id/3
16
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
u đi m:
- Ch t l ng đi n áp t t nên vi c thi t k b lc
đ n gi n, ti t ki m.
- Có kh năng hoàn tr năng l ng v l i t t khi
t i có tính ch t c m
kháng.
- Dòng đi n máy bi n áp đ i x ng khi thay đô góc α
Nh c đi m:
- M ch đi u khi n ph c t p nh ng có th kh c ph c
đ c.
- D i đi u ch nh Ud h p
-H s s d ng máy bi n áp th p h n vì cosφba = cos
α
V i máy bi n áp, ta có:
V i máy bi n áp đi u ch nh công su t Sba = 1,05*Pđmax
V i máy bi n áp có ch c năng ngu n áp m t chi u
S ba =1,05* Pđmax* 1 tg 2 max
3. Điều áp xoay chiều ba pha
M¹ch xoay chiÒu ba pha hiÖn nay trong thùc tÕ thêng gÆp gåm 3 s¬ ®å
nh sau: H×nh 6 a, b, c
a b
17
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
c
H×nh 6: S¬ ®å ®iÒu ¸p xoay chiÒu ba pha b»ng cÆp Tiristo
m¾c song song ngîc
C¸c lo¹i s¬ ®å nµy bao gåm, t¶i ®Êu sao cã trung tÝnh (a),t¶i ®Êu sao
kh«ng trung tÝnh (b), t¶i ®Êu tam gi¸c (c). T¶i ®Êu sao cã trung tÝnh, cã
nhiÒu ®iÓm lµ s¬ ®å gièng hÖt ba m¹ch ®iÒu ¸p mét pha ®iÒu khiÓn dÞch
pha theo ®iÖn ¸p líi, do ®ã ®iÖn ¸p trªn c¸c van b¸n dÉn nhá h¬n v× ®iÖn
¸p ®Æt vμo van b¸n dÉn lμ ®iÖn ¸p pha. Nhîc ®iÓm cña s¬ ®å lμ trªn d©y
trung tÝnh cã tån t¹i dßng ®iÖn ®iÒu hoµ bËc cao, khi gãc më c¸c van kh¸c
0 cã dßng t¶i gi¸n ®o¹n vµ lo¹i s¬ ®å nèi nµy chØ thÝch hîp víi lo¹i t¶i ba
pha cã bèn ®Çu d©y ra.
C¸c s¬ ®å kh«ng trung tÝnh H×nh b, c cã nhiÒu ®iÓm kh¸c so víi s¬ ®å
cã trung tÝnh. ë ®©y dßng ®iÖn ch¹y gi÷a c¸c pha víi nhau, nªn ®ång thêi
ph¶i cÊp xung ®iÒu khiÓn cho hai Tiristo cña hai pha mét lóc. ViÖc cÊp
xung ®iÒu khiÓn nh thÕ, ®«i khi gÆp khã kh¨n trong m¹ch ®iÒu khiªn,
ngay c¶ viÖc ®æi thø tù pha nguån líi còng cã thÓ lµm cho s¬ ®å kh«ng
ho¹t ®éng.
ThiÕt kÕ s¬ ®å m¹ch ®éng lùc cña bé ®iÒu ¸p xoay chiÒu ba pha chóng
ta ph¶i thùc hiÖn hµng lo¹t c¸c bµi to¸n tæng hîp. Ngay c¶ ë chÕ ®é x¸c
lËp th× dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p trªn c¸c van b¸n dÉn còng chØ lµ chÕ ®é gÇn
víi x¸c lËp. Trong phÇn thiÕt kÕ nµy chóng ta chØ xÐt bé ®iÒu ¸p lµm viÖc
ë chÕ ®é x¸c lËp.
Ở mạch ba pha không trung tính d òng điện chạy qua tải là dòng chạy
giữa các pha với nhau. Tại mỗi thời điểm phải có hai hoặc ba pha có van
bán dẫn, không khi nào chỉ có một pha có van bán dẫn cả.
18
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Cấp xung điều khiển cho điện áp xoay chiều có thể cấp bằng xung đ ơn
hoặc xung chum. Cấp xung điều khiển loại nào tùy thuộc vào chế độ làm
việc của tải. Thường gặp hiện nay trong điều áp ba pha là có hai loại.
- Xung điều khiển cấp đơn nhưng phải đệm xung điều khiển.
- Xung điều khiển cấp bằng xung chùm.
Trong đề tài này ta sử dụng tải là tải thuần trở như hình 7, nên ta sẽ chọn
phương án điền khiển là điều khiển điều áp ba pha bằng xung đơn.
Hình 7 : Mạch lực điều áp xoay chiều ba pha tải thuần trở.
Khi góc điều khiển của các van bán dẫn lớn và đồng thời có hai van
cùng dẫn, như vậy xung điều khiển phải được cấp đồng thời cho cả hai
van, hơn nữa hai van được dẫn ấy phải được cấp xung theo kiểu một
xung chính cần mở với một xung đệm, nguyên tắc đệm xung phải theo
đúng thứ tự pha. Như việc cấp xung ở hình 8.
19
- Đồ án : Điện Tử Công Suất SV: Hoàng Ngọc Tú
GVHD: Đặng Xuân Quyền
Hình 8: Hình dạng đường cong điện áp tải với các xung điều khiển van
X1 : Một chữ số xung Cần mở T1
X6-1 : Xung đệm từ T6 sang T1
Trên hình 8 vẽ lại đường cong điện áp tải với góc mở van bán dẫn
4
lớn ( = ). Để có đường cong điện áp pha A như hình vẽ, chúng ta
6
cần cấp xung điều khiển theo thứ tự như hình 8. Mỗi thyristor trong một
chu kỳ được cấp hai xung điều khiển, trong đó Xung trước X1 là xung
quyết định chính góc mở của nó, còn xung thứ hai X6-1 là xung đệm được
nhận từ thyristor cần mở của pha khác tới. Điện áp và dòng điện ở đây
gián đoạn, vì vậy không có xung đệm X1-4 T1 không thể một van trong
điều áp ba pha được.
4
Tại t2 góc = của T1 ( UA>0) phát xung X1 điều khiển T1 đồng
6
thời đệm xung T4 – T1-4 ( xung thứ hai của T4) lúc này với điện áp pha A
dương hơn pha B (UA>>UB). T1 và T4 cùng dẫn, chừng nào UA còn
dương hơn UB, điện á trên tải pha A nếu coi tải đối xứng thì UA=1/2UAB.
Đến t 2' do điện áp UB dương hơn UA ( bỏ qua ảnh hưởng điện cảm, coi
góc không đáng kể) nên T1 và T4 bị khóa tại t 2' .
20
nguon tai.lieu . vn
