Xem mẫu

  1. Chương 10: Maïch loïc duøng ñieän caûm vaø tuï ñieän H.III.3a H.III.3b Xeùt sô ñoà maïch chænh löu caàu moät pha coù maïch loïc duøng ñieän caûm vaø tuï ñieän (H.III.3a). Trong sô ñoà naøy ñieän caûm L maéc noái tieáp vôùi phuï taûi, coøn tuï C maéc song song phuï taûi. Ñeå ñôn giaûn ta xeùt phuï taûi laø thuaàn trôû. Ñoà thò ñieän aùp ñöôïc bieåu dieãn H.III.3b. Ñieän aùp naøy coù chæ soá nhaáp nhoâ n =2, Ta coù: Ud = Udo + UnmaxCos2t 2 2 2 Vôùi : un max 1  2 udo  2 udo  udo n 2 1 3 - Ñoái vôùi thaønh phaàn khoâng ñoåi Udo XL =  L = 0 XC = 1 /  C =  Toång trôû maïch loïc vaø phuï taûi Z = R. Doøng ñieän qua R vaø L do Udo taïo ra laø Id = Udo/R. Ñoái thaønh phaàn dao ñoäng Unmax Cos2t, XL = 2 L, XC =1/2C. Toång trôû phöùc cuûa maïch loïc vaø phuï taûi laø:  jXCR Z  j X L R j XC Choïn L vaø C sao cho XL = 2L > R >> XC = 1/ 2 C
  2. ta coù theå xem gaàn ñuùng  j X R C   j X R  j X C C Z  j XL - jXC  jXL = j2L Doøng ñieän qua L do Unmax Cos 2t taïo ra laø: u Cos ( 2  t  0 i n  2 L n max 90 ) Theo nguyeân lyù xeáp choàng, doøng qua L laø: id = Id + in Ñieän aùp treân phuï taûi laø: u  C 0 Cos ( 2  t  180 n max u R  I d .R  2 L ) Thay IdR = Udo, XC = 1/2C, ta coù : u Cos ( 2  t  180 0 u R  u do  4 n max 2 LC ) Heä soá nhaáp nhoâ ñieän aùp tröôùc khi loïc: K nvaøo = Unmax / Udo = 2/3 Heä soá nhaáp nhoâ cuûa ñieän aùp sau khi loïc: Knra = Unmax / 42LC Udo = 2 / (3*42CL) = 1 / 62LC Heä soá boä loïc duøng L vaø C laø: Kf = Knvaøo / Knra = 42 LC Toång quaùt khi duøng maïch loïc ñieän caûm vaø tuï ñieän trong sô ñoà chænh löu coù chæ soá nhaáp nhoâ n ta coù:
  3. 2 K nvao  2 n 1 2 K   nra 2 2 2 n  1( n LC ) Kf  K nvao  n  2 2 LC K nra
  4. THIEÁT KEÁ VAØ THI COÂNG MAÏCH ÑIEÀU KHIEÅN THYRISTOR I. Moät soá yeâu caàu ñoái vôùi maïch ñieàu khieån: 1. Yeâu caàu veà ñoä lôùn ñieän aùp vaø doøng ñieàu khieån: - Giaù trò lôùn nhaát khoâng vöôït quaù trò soá cho pheùp ôû soå tay tra cöùu. - Giaù trò nhoû nhaát phaûi ñaûm baûo môû ñöôïc Thyristor cuøng loaïi ôû moïi ñieàu kieän laøm vieäc. - Toån hao coâng suaát trung bình treân cöïc khieån phaûi nhoû hôn giaù trò cho pheùp. 2. Yeâu caàu veà ñoä roäng xung ñieàu khieån: Döïa vaøo ñaëc tính Volt - Ampere cuûa Thyristor ta thaáy thôøi gian toàn taïi xung ñieàu khieån phaûi ñaûm baûo cho doøng qua Thyristor taêng töø 0 ñeán Ithmax. Thoâng thöôøng ñoä roäng xung ñieàu khieån khoâng nhoû hôn 5Ms. Neáu taêng ñoä roäng xung ñieàu khieån seõ cho pheùp giaûm nhoû bieân ñoä xung ñieàu khieån. 3. Yeâu caàu veà ñoä doác söôøn tröôùc cuûa xung: Ñoä doác söôøn tröôùc cuûa xung caøng cao thì vieäc môû Thyristor caøng toát vaø ñoä noùng cuïc boä cuûa Thyristor caøng giaûm, maø ñaëc bieät laø trong maïch coù nhieàu Thyristor maéc noái tieáp hoaëc song song. Thoâng thöôøng yeâu caàu ñoä doác söôøn tröôùc cuûa daõy xung ñieàu khieån laø : diñk/dt >= 0.1 (A/Ms) 4. Yeâu caàu veà ñoä tin caäy: Maïch ñieàu khieån phaûi ñaûm baûo laøm vieäc tin caäy trong moïi hoaøn caûnh nhö: nhieät ñoä, nguoàn tín hieäu nhieãu taêng v.v… Do ñoù yeâu caàu: - Ñieän trôû ra cuûa keânh ñieàu khieån phaûi nhoû ñeå Thyristor khoâng töï môû khi doøng roø taêng.
  5. - Xung ñieàu khieån ít phuï thuoäc vaøo dao ñoäng nhieät ñoä, dao ñoäng ñieän aùp nguoàn, nhieãu … - Caàn khöû ñöôïc nhieãu caûm öùng (ôû caùc khaâu so saùnh, khoái caùch ly ngoõ ra ) ñeå traùnh môû nhaàm. 5. Yeâu caàu veà laép raùp vaän haønh: - Thieát bò deã thay theá, deã laép raùp vaø ñieàu chænh. - Caùc khoái trong maïch coù khaû naêng laøm vieäc ñoäc laäp. II. Caùc khoái maïch ñieàu khieån Thyristor: Ta coù sô ñoà khoái nhö sau: 1. Khoái nguoàn: coù nhieäm vuï cung caáp nguoàn naêng löôïng cho khoái caùch ly ngoõ ra laáy töø löôùi ñieän xoay chieàu coù taàn soá f = 50 Hz. 2. Khoái caùch ly ngoõ vaøo vaø ra: Hai khoái naøy laøm nhieäm vuï caùch ly maïch ñieàu khieån Thyristor vôùi phaàn coâng suaát cuûa maïch chænh löu khoâng doøng töø phaàn coâng suaát chaûy vaøo phaàn ñieàu khieån hay ngöôïc laïi. Caùc khoái naøy thöôøng ñöôïc söû duïng MBA ñeå caùch ly. 1. Khoái ñoàng boä : Coù nhieäm vuï taïo ra ñoàng boä tín hieäu, coù hai caùch ñoàng boä chính, ñoù laø: Ñoàng boä Cosin. Ñoàng boä raêng cöa. + Ñoàng boä Cosin:
  6. Ñieän aùp ñöa vaøo maïch tích phaân, laøm cho daïng soùng leäch ñi moät goùc 90o vaø laáy ñieän aùp naøy so saùnh vôùi ñieän aùp ñieàu khieån. Ta coù sô ñoà doàng boä Cosin H.IV.1a vaø ñoà thò ñieän aùp H.IV.1b H.IV.1a H.IV.1b Taïo ñoàng boä Cosin trong khoaûng töø 0 ñeán 180o,Uñk vaø Uñb ñôn trò (chæ caét moät ñieåm). Yeâu caàu öùng vôùi moãi giaù trò cuûa t thì coù moät giaù trò cuûa U. Phöông phaùp naøy ñôn giaûn nhöng coù ñoä tin caäy khoâng cao. + Ñoàng boä raêng cöa: Phöông phaùp ñoàng boä raêng cöa laø duøng caùc maïch chöùc naêng taïo ra ñieän aùp raêng cöa ñeå so saùnh vôùi ñieän aùp ñieàu chænh ôû khoái
  7. so saùnh phía sau. Phöông phaùp naøy ñöôïc duøng roäng raûi trong caùc maïch ñieàu khieån Thyristor. . Ñoàng boä duøng tuï vaø Diod: Ta coù sô ñoà nguyeân lyù H.IV.2a vaø ñoà thò thôøi gian H. IV.2b H.IV.2a H.IV.2b . UAC : ñieän aùp xoay chieàu ñoàng pha vôùi ñieän aùp treân A-K cuûa SCR. . UDC : Nguoàn ñieän aùp moät chieàu. . UC = Uñb : Ñieän aùp ñoàng boä laáy ra. - Khi UAC > 0 thì D1, D2 phaân cöïc ngöôïc, tuï C ñöôïc naïp töø nguoàn UAC qua R1. - Khi UC = UAC (taïi t2) thì tuï C phoùng ñieän qua D2 vaø R2. - Khi UAC < 0: D1 daãn, giaù trò aùp treân tuï C chính laø UAC cho ñeán khi D1 khoaù. - Khi IAC - IDC = 0 (taïi t1) tuï C baét ñaàu naïp vaø laëp laïi chu kyø môùi. - Goùc kích  naèm trong khoaûng t1 ñeán t2 vaø ñöôïc xaùc ñònh.  = arcsin( UAC(t1)/UACmax)  Öu ñieåm: Maïch ñôn giaûn ít linh kieän, goùc ñieàu chænh  töø 10oñeán 150o  Nhöôïc ñieåm: Deã bò sai leäch do khoù chænh ñònh haèng soá thôøi gian naïp tuï chính xaùc. Caàn phaûi coù maïch xaùc ñònh ñieåm 0 ban ñaàu, toån hao coâng suaát lôùn. - Ñoàng boä duøng Tuï - Transistor:
  8. Ta coù sô ñoà nguyeân lyù H.IV.3a vaø ñoà thò ñieän aùp H.IV.3b nhö sau: H.IV.3a H.IV.3b - Khi UAC > 0 : Transistor T1 bò baûo hoaø UC = U (U laø suït aùp treân T1 ) - Khi UAC < 0 T1 ngaét, tuï C ñöôïc naïp töø nguoàn UDC qua R1 vaø R3 - Ta coù tnaïp = (R1 + R2 ) CLn (1- UC / UDC)  = ( R1 + R3 ) CLn (1 - Uñk / UDC) Choïn R1 >> R3 sao cho tnaïp >> t xaõ Uñk : Ñieän aùp ñieàu khieån  Öu nhöôïc ñieåm: + Maïch ñôn giaûn ít linh kieän, goùc  thay ñoåi ñuû roäng, toån hao coâng suaát khoâng lôùn. + Phaûi chænh ñònh haèng soá thôøi gian cuûa tuï giöõa caùc keânh khaù phöùc taïp. coù hieän töôïng troâi xung môû theo taàn soá. 2. Khoái so saùnh: Laøm nhieäm vuï so saùnh giöõa ñieän aùp ñoàng boä (raêng cöa) vôùi ñieän aùp ñieàu khieån Uñk. Ñeå so saùnh khoái naøy coù theå duøng maïch khueách ñaïi thuaät toaùn hoaëc Transistor. Trong tröôøng hôïp transistor thì ñieän aùp raêng cöa ñöôïc ñöa vaøo cöïc khieån ñeå so saùnh vôùi Uñk taïi cöïc phaùt. Coù caùc linh kieän chuyeân duøng vaøo chöùc naêng naøy nhö Transistor moät tieáp giaùp (UJT: the unijunction Transistor), hay transistor moät tieáp giaùp laäp trình ñöôïc (PUT).